Zeitschrit fiir

Lebensmittel-Untersuchung und-Forschung 89. BAND ' H E F T 6

Uber die chemische Zusammensetzung von Zellstoffablauge-Mycel.

Von

J. SCHORMt~ER. ~ i i t t e i l u n g aus de r A b t e i l u n g ff ir P h y s i o l o g i e u n d P h ~ r m a k o l o g i e

d e s t ~ 0 b e r t - K o e h - I n s t i t u t e s ffir ~ I y g i e n e u n d I n f e k t i o n s k r a n k h e i t e n in B e r l i n u n d aus d e m F o r s c h u n g s r ~ t de r Z e n t r a l v e r w & l t u n g f i i r d as

G e s u n d h e i t s w e s e n ~ B e r l i n . Mit 2 Textabbfldungen.

(Eingegangen am 28. September 1948.)

Die biologische Eiweil~synthese, industriell auf der Basis Holzzucker, Zellstoff- ablangen, Vorhydrolysate aus Stroh und Samenschalen sowie Molke durchgeffihrt, ha t in den vergangenen Jahren eine deutliche Wandlung in zweifacher Hinsieht erfahren. Einmal dadurch, dab in der Hefezfiehtung die Herstellung~von Futierhefe gegenfiber der Erzeugung yon Speisehefe in den Hintergrund trat , zum anderen dadureh, dal~ neben der Hefezelle andere eiweil~reiehe Mikroorganismen bzw. deren Myce]e a]s Eiweil~spender herangezogen wurden, so z. B. der Fadenpilz Fusarium 1 oder der Pilz Oost)ora ~actis (Oidium lactis)2 oder aber Kefirpilze 3.

So zahlreich die Arbeiten fiber die chemische Zusammensetzung der Hefen sind, so wenig analytische Unterlagen liegen fiber den ehemischen Aufbau yon Myeel vor. Bei der Zunehmenden Bedeutung des Mycel-Eiweil~es im Rahmen biosynthet ischer Eiweil~stoffe soil in der vor]iegenden Arbeit die genannte Lficke verkleinert werden.

1. Das untersuehte Mycel.

Die zur Untersuehung benutzte Probe Mycel (,,Nal~-Mycel") war au.f Zellstoff- ablauge geziichtet worden und stel]te im frischen Zustand eine grauweil3e, pasten- artige Masse yon fast neutra]em, hefeartigem Gerubh und Geschmaek dar. Sie be- s tand im )vesentlichen aus Oidium lactis, daneben waren - - durehweg anscheinend tote - - Hefezellen mikroskopisch nachweisbar, die sich mit w~l~riger Methylenblau- 16sung igrbten und sieh auf Wtirze-Gelatineplatten nicht mehr vermehrten. Die Hefeart konnte' deshalb nieht ermit tel t werden.

Zur weiteren Untersuchung wurde das stark wasserhaltige Frischmycel (88,74% Wasser) zun~chst an der Spindelpresse abgeprel~t, wobei aus 3000 g Mycel 1500 cm s Prel~wasser ~bgesehie- den werden konnten. Le~teres enthielt in 100 cm s LSsung 144,7 mg Gesamt-N, 133,4 mg

1 It. DAMM: Chemiker-Ztg. 67, 47 (1943). - - J. K~PF~IMEa: Ernahrung 9, 29 (1944). 2 E. PEVKERT: Europa-Kabel Nr. 95 yore 26.3. 1943; Rdsch. Dtsch. Technik ~-r. 1/2 yore

14. 1. 1943; Biedermanns Zbl. Abt. B (Tierern~hr.) 12, 411 (1940). - - K. DEMETER: Dtsch. Molkerei- u. Fettwirtseh. 2, 201 (1944). - - W. DIEMAIR U. A. CU~TZE : diese Z. 88, 390 (1948).

3 M. Sc~uLz: Mflchwissensch~ft 1, 19 (1946). - - 1=[. F~K: Milehwissenschaft 3, 125 (1948). Lebensmittel, Bd. 89, ttef~ 6. 34

482 J. SC~ORM~LLER:

l~est-N und ll,4mg Protein-Iq oder umgerechnet ~ufodie Gesamtmenge (1500 cm s) 2,1705 g Gesamt-N und 0,1703 g Protein-N. Die }{auptmenge des Stickstoffs (92,2%) lag demnach im Prel~wasser als Nichteiwei~-Stickstoff vor.

Dgs ~ vom gnhgftenden bzw. adsorbierten Wasser befreite Mycel wurde bei 80 ° C schnell getrocknet, in der Kugelmfihle staubfein vermahlen und diente in diesem Zustand zur Durch- fiihrung der folgenden Analysen. Es enthielt 7,92% Wasser.

Alle Werte der folgenden Untersuehungen wurden, soweit nieht anders vermerkt, auf Trockensubstanz (60 o C, Hochvakuum) berechnet.

Das Mycel wies einen Aschegehalt yon 7,07 % auf, die Alkalit/~t der Asche betrug 8,54 cm 8 n/10-H2S Q ' far 10 g Substanz (0,707 g Asche), was einer ,,Alkalit~tszahl" (cmSn-S~ure, die zur Neutralisation yon 1 g Asche erforderlich sind) yon 1,21 entspricht.

Nach Po~Tsl~l 'schwankt der Aschegeh'alt bei Helen (6,5--10,1'7%) und bei S~himmelpilzen (5,97--12,2%) innerhalb welter Grenzen und ist beL Pilzen im allgemeinen niedriger als bei vegetativen Zellen, doeh treten stets, je nach dem Medium, starke Sehwankungen auf. FINK 2 Hnd D I ~ s geben bei Bergin-Holzzueker- helen einen Gliihrfiekstand yon 8,13 bzw. 8,2--8,6% an.

Aus dem Aschegeha]t der im fo]genden besehriebenen Mycelfraktionen (Rfick- stand der Pepsin-Salzsgureverdauung 0,38%, Zellmembran 2,2%, Extrakteiwei~ 5,9%, Aeetonfgllung 21,0%) geht hervor, daf3 insbesondere die Verdauung mit Pepsin fast den gesamten Minera]stoffgehalt des Myeels mobilisiert.

Das Mycel enthielt an Mineralstoffen 0,20% Sand (in 10%iger Salzsgure unlSs- ]icher Anteil der Asehe), 0,07% Eisen (colorimetrisch naeh nasser Verasehung ermittelt), 1,05% Schwefel (nach GI%OSSFELD 4 bestimmt) sowie 0,51% Calcium.

Der Gesamtphosphorgehalt des Mycels lag mit 1,3 % bemerkenswert tier. KI~A~T und SCHLOTT~ANN s fanden 1,6--1,9%, FINK und Jgs~ 6 4,79%, K. DII~R und O. Y. SoDEN 7 4,9%~Ps0 5 ftir Bier- bzw. Bergin-Holzzuckerhefen. Naeh POI~TER s entha]ten Mikroorganismen zwischen 2,5 und 5% Phosphor. ~ber eine eingehende' Unterteilung des Gesamtphosphor s in verschiedene Fraktionen wird spater beriehtet.

Der Blei- und Arsengehalt (je 2 ~ in 1 g Myeel-Trockensubstanz) hielt sich innerha]b der nieht zu beanstandenden Mengen, wJe er vielfach aueh bei einwand- freien Trockenhefen gefunden wird. F ~ K und SCELIE ° nehmen als oberste Grenze ftir den Bleigehalt in Helen 10 ? Pb in 1 g Troeke.nsubstanz an. Dies entsprieht der Bleimenge, die das Reichsgesundheitsamt wghrend des Krieges ffir Hefe vorfiber- gehend als noeh duldbar bezeichnet hat.

2. Die Unterteilung des Mycels in versehiedene Fraktionen. Zur ngheren Kennzeichnung und Differenzierung einzelner Komponenten wurden

aus dem Mycel~roekenprgparat versehiedene Fraktionen dargeStellt.

I. P e p s i n - S a l z s g u r e v e r d a u u n g des Myeels . Bei der Verdauung eines Proteins mit Pepsin-Salzsgure bleiben im ungelSsten

Anteil die ,,Nucleihe"~zurfick, Stoffe, die sich aus Nucleopr0teiden bilden und noch mehr oder minder grol~e Mengen Eiweil~ gebunden enthalten, somit ein Zwisehen-

J. ~.Po~T~: B~cterial Chemistry and Physiology. NewYork: JohnWiley& Sons (1947). H. Fnvx u. F. JusT: Biochem. Z. ~00, 84 (1939). - - F. JusT: Wschr. Brauerei ~7, 227 (1940).

a K. DmR u. 0. v. SObEr: Biochem. Z. ~09, 329 (1941). - - J=[. K~AgT u. F. Se~OTT~A~: Biochem. Z. ~91, 406 (1937).

4 j. Gt%OSSFELD: Diese Z. 82, 1 (1941). t{. K~AUT u. F. SC~LOTT~AS~ : Zit. S. 482, Anm. 3. 1{. FI~K u. F. JusT: Zit. S. 482, Anm. 2. K. Dm~ u. O. Y. SObEr: Zit. S. 482, Anm. 3.

8 j~. 1%. Po~Tsn: Zit. S. 482, Anm. 1. 1{. FINK u. J. SCHLIE : Wschr. Brauerei 61, Nr. 29 (1944).

~)ber die chemische Zusammensetzang yon Ze!lstoffablauge-~iycel. 483

glied zwisehen Nueleoprote iden und Nueleins~gren darstel len. Die so erha l tene F r a k t i o n l iefert Aufsehliisse fiber die im Laufe der Verdauung in Lhsung gehenden, ver~nder ten qder abe r vom Organismus n ieht ausnu tzba ren Bes tandte i le des ur- sprfingliehen Myeels.

Zur pr/~parativen Darstellung dieser Fraktion win'den 1000 g Frisehmyeel mit 25 1 Pepsin- Salzs~ure naeh Wm)EMEYE~I 48 Stdn. bei 38 ° C verdaut, der l%fickstand mit Wasser, Alkohol und Ather gewaschen und getroeknet. Die 3~usbeute betrug 61,34 g = 59,15% der Gesamt- trockellsubstanz.

I I . F r a k t i o n i e r u n g d e s N a B m y c e l s d u r e h E x t r a k t i o n m i t k o n z e n t r i e r t e r H a r n s t o f f l 6 s u n g .

Entspreehend den yon K. BECK und J. Se~O~MiiLLER ~ far Fleischproteine gemaehten Angaben wurde Nagmyeel mit konzentrierter ttarnstofflhsung extrahiert, der verbleibende Rfiekstand mit Wasser, Alkohol und ~ther gewaschen und getroeknet, die vereinigten tIarnstoff- extrakte 6 Tage gegen fliel3endes kaltes Wasser in Cellophanschl/~uchen diMysiert. Das bei der Dialyse ausfallende Protein wurde ebenfalls gewaschen und getroeknet, die Mare, filtrierte Lhsung des Dialysates mit der gleichen Menge Aeeton versetzt, der ausfallende Rtickstand ab- zentrifugiert mad getrocknet.

Aus 1 8 0 0 g NaBmyeel , en t sp reehend 186,61 g wasserfreier Subs tanz , wurden dureh 6mal ige E x t r a k t i o n mi t insgesamt 12 1 ges~t t ig ter Harns toff lhsung fo lgende F rak t i onen e rha l ten :

1. In/conzentrierter Harnsto]]lgsung unl6slichs l#ralction des Mycels. Sie stellt den sehwer- 15sliehen bzw. schwerangreifbaren Tell des Pilzproteins dar und wird im fo]genden als ,,Zell- membran" bezeichnet. Die Ausbeute betrug 61,5 g = 32,99 % der Trockensnbstanz.

2. Bei der 'Dialyse des Harnsto]]extralctes aus[allende Fralction. Diese wird im folgenden als ,,ExtrakteiweiB" bezeichnet. Sie enth~lt leieht lhsliches Myeelprotein veto Typus de r Glo- buline, frei yon Bestandteilen der Zellmembran und geht im wesentliehen in den leieht verdati- lichen AnteJl des Mycels fiber. Die Ausbeute betrug 8,04 g = 4,31% der wasserfreien Substanz.

3. ~ Dutch Aceton/iillung des eiwei[3/reien 2)ialysates (Filtrat von 2.) gewinnbare Fralction. Diese wird im fo]genden als ,,Acetonf~illung" bezeiehnet. Ihr gehhren verschiedene, gleichfalls leicht resorbierbare Stoffe an, die wasserthslich und frei yon Ballaststoffen der Zellmembran sind. Die Ausbeuge betrug 4,28 g = 2,29 % der wasserfreien Substanz. e

Diese F rak t ion i e rung erfaBt lediglieh 39,59% der Troekensubs tanz des Gesamt- ' myeels , wobei in ers ter Linie die 16sliehen Stickstoff- , K oh l e nhyd ra t - und Mi~eral- s tofff rakt ionen, insbesondere die Nich tpro te ine der St ieks tof fsubs tanz , der Er- fassung entgehen, da der Res t -N des ursprf ingl iehen Myeels (42,749/o des Gesamt-N) in den drei F r ak t i onen n u t zu e inem Bruehte i l ( !7,5% des Gesamt-N, bereehnet als Summe d e r F rak t ionen) e r h a l t e n bleibt .

3. Die St icks tol f f rakt ionen des Mycels.

Die bedeu t sams te Rolle in der n~hrwertm~il3igen Beur te i lung des Myee]s s p i e l t die Frage nach dem ]~2iweiBgehalt bzw. der St iekstoffver te i lung. Ube r den Gehal t des Mycels an den versehiedenen St ieks tof f f rak t ionen un te r r i eh t e t fo]gende Tabelle.

J

Alle N-Bestimmungen erfolgten naeh Verbrennung der Substanz mit Sehwefelsiiure-Kupfer- sulfa.t unter Verwendung der Mikroapparatur yon PARNAs-WAG~Em Unter ,,Rest-N" bzw. ,,NiehteiweiB-N" ist die (lurch 10%ige Trichloressigs~iurelhsung nicht f~llbare Stickstofffraktion zu verstehen, unter ,,Rohprotein-N" bzw. ,,Reinprotein-N" die Menge des Gesamtstickstoffs bzw. die I)ifferenz: Gesamt-N--gest-N. Die Bestimmung des Amino-N erfolgte nach A. P. L. S6- I~E~SE~ und L. Gtz/d~gs: a, die des Ammoniak-N dureh Destillation mit Alkohol und Natrium- carbonat unter vermindertem Druck 4, die des Harnstoffs durch F~llung mit X~nthydrol 5.

1 K. WEDE~]~¥ER: Zit. bei J. GROSSFELD: Anleitung zur Untersuchung der Lebensmittel. S. 9. Berlin: J. Springer (1927.)

K. BECK u. J. Sc~o~i3~L~R: Diese Z. 74, 369 (1937). a A. P. L. S 6 a ~ s n ~ u. L. GRO~HUT: Diese Z. 34, 304 (1919).

A. Se~TTE~J~E~: :Koppe-Seylers Z. physiol. Chem. 39, 73 (1903). - - P. SeI~a~'~E~: Amer. J. Physiol. 8, 330 (i902).

E. A. W E ~ : The Chemistry of Urea. NewYork: Longmans, Green & Co. (1923). 34*

484 J . S c ~ o ~ # L ~ :

Der gef~,llte, umkrygt~Uisierfe Xanfhylharns tQff schmolz un te r ZerseSzung bei 250 ° C (unkorr.) . Verdaul iches Eiwei/~ wurde nach W ~ . D n ~ Y ~ dureh Peps inve rdauung sowie nach I t . STEVD~L z d u t c h Tryps inverd~uung best~immf. U b e r die Pur in-2q-Best immung siehe spiiter. Zur E r m i f t h n g des Tyrosin- , T ryp tophan- u n d Cyst ingehalfes d ien te die Methode vor~ BXLI~¢a. ~Jber eine l~eihe wei terer N-Fr~kt ionen , wie 2qucleoproteid-, Nucleotid- , Nucleosid: , Guanin- und Adenin-N wir d sparer ber ich te t .

T a b e l l e l . G e h ~ l t d o s M y c e l s a n S t i c k s t o f f f r a k t i o n e n . i

Iff-Fraktion Untersuehungsergebnls

Gesamt -N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P r o t e i n - N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Res t - N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , ,Roheiweil~" ( G e s a m t - N . 6,2.5) . . . . . , . . . . . ; . . . , ,Reine iwei~" (P ro te in -N- 6,25) . . . . . . . . ' . . : . . . . Reineiweil~, gef~llt naeh B A ~ S T E ~ . . . . . . . . . . . . Reinelwei]~, gef~llt nach ROT~ . . . . . . . . . . . . . . . . Nuc le in-N im Unverdau l i chen . . . . . . . . . . . . . . . A m m o n i a k - N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Amino-N . . . . ~ . . . . . . . . . i . . : . , . . . . . . . ]:[arnstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' Pu r in -N, ges~mt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T y r o s i n . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . T r y p t o p h ~ n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cyst in . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , N inhyd2 in -Reak t ion . . . . . . . . " . . . . . . . . . . .

Verd~uliches Eiweil3 (Pepsin) . . . . . . . . . . . . . . .

Verdaul iches Eiweil~ (Trypsin) . . . . . . . . . . . . . . .

Verdauli 'cher P ro fe in -N (Pepsin) . . . . . . . . . " . . . . . Verd~ulicher P ro t e in -N (Trypsin) . . . . . . . . . . . . . ,

8,26% 4,73% 3,53%

51,62% 29,57 % 28,63% 26,73%

2,32% 0,12% 2,86% 0,24% 0,67% 1,33% 0,55 % 0,59 %

i. Trockensubst .

! "

deut l iehe Bl~uf~rbung 38,3 % i. Gesamfmyce l 85,48 % i. ]~ohprotein 37,83% i. Gesamtmyce l 84,42 % i. l~ohprotein

6,13% i. Trockensubst . 6,O5% ,,

* I m hydro lys ie r t en EiweiI~ sind en tha l t en : 2,95 % TYl"0sin, 1,23 % Trypt~ophan und 1,10 % Cystin.

I n d e n w i e o b e n b e s c h r i e b e n bUS M y c e l g e w o n n e n e n F r a k t i o n e n y e r t e i l t s i c h d e r S t i c k s t o f f w i e f o ] g t :

Tabe l l e2 . S t i c k s f o f f v e r t e i l u n g i n d e n M y c e l f r a k f i o n e n . / \

Im l~oh- In der Trockensubstanz sind enthalten protein sind

enthalten

Gesamtmyce l . . . . . . . R i i cks tand d .Peps inve rdauung Zel lmembr~n . ~ . . . . . Ext rak te iweiB . - . . . . . . . Acet0nf~l lung . . . . . . ~.

Gesamt-N

°/o 8,26 7,22 3,27 8,30 8,52

l~est-~T

°/o 3,53 0,06 0,68 0,29 2,54

i l'rotein-~I

°1o

4,73 7 ,16 2,59 8,01 5,98

, ,a0h- eiweiB ' '

%

51 ,62 45,13 20,44 51,88 53,25

l~ein- eiweiB

°]o 29,57 44,75 16,19 50,06 37,38

Rein- eiweil3

°]o 57,28 99,17 79,20 96,50 70,19

Be i B e t r a c h t u n g d e r A n a l y s e n w e r t e f~ l l t z u n ~ c h s t au f , d a b d a s G e s a m t m y c e l b e t r ~ c h t l i c h e M e n g e n a n n i e d e r m o l e k u l a r e n S t i c k s t o f f v e r b i n d u n g e n e n t h ~ l t . N i c h t w e n i g e r a l s 4 2 , 7 4 % d e s G e s a m t - N k 0 m m e n a u f N i c h t e i w e i B - S t i c k s t o f f . A h n l i o h e V e r h ~ l t n i s s e s i ~ d a u c h h i n s i c h t l i c h d e r S t i c k s t o f f v e r b i n d u n g e n b e i H e f e n b e k a n n t 4.

1 K. W~nE~EYXR: Zit. S. 483, Anm. 1. 2 ~o STEUDEL: Z. geso exper . Med. 95, 580 (1935). a p . BXLr~Z~: Biochem. Z. 30,~, 310 (1940); ~96, 296 (1940);i808, 83 (1941).

K. DmR u. P . D~cK~R: Biochem. Z. 816, 245 (1944). ~ 0 . v. S o a ) ~ u. K . DIRr~: Biochem. Z. 312, 252 (1942).

lJber die chemische Zusammensetzung yon Zellstoffablauge-Mycel. 485

Auoh der positive Ausfall der Ninhydrinreaktion weist darauf hin, dab sieh im Myeel neben hoehmolekula.ren Proteinen niedermolekuiare Niehteiweigstoffe linden.

Die versehiedenen Myeelfraktionen reagieren nur sehwadh oder negativ gegen Ninhydrin. So geben die , ,NueMn"-Fraktion (gfiokstand der Pepsin-Salzs~ure- verdauung) und die Aeetonfi~lhmg eine kaum siehtbare, ExtrakteiweiB eine sehwaehe und Zellmembran keine Blauf~rbung mit Ninhydrin.

VergMehsweise sei angeffihrt, dab naoh Angaben der Literatur 1 Helen im Durehsehnitt 8,38% N, Sehimmelpilze 5,37--6,88% N, unter ihnen z. B. Aspergillus glaucuS 8,26 %, Penicillium glaucum 7,46 %, Mucor 8tolonl/er 8,21% N enthalten. Der Eiweil~gehalt (Gesamt-N • 6,25) wird yon Po~TE~ 2 bei Helen zu 31,2--62,5%, bei Sehimmelpi]zen zu 13,7--43,6% angegeben. Den genannten Werten zufolge liegt der EiweiBgehalt des Mycels zwischen dem Durehsehnittswert ffir Helen und dem f fir Sehimmelpilze.

Wie aus den Untersuehungen hervorgeht, werden etwa 85% des Rohproteins dureh Pepsin bzw. Trypsin verdaut, whhrend b9i Helen naeh Angaben der Literatur etwa 80% des Rohwoteins als verdaulieher Anteil zu betraehten sin& Naeh FELIX und PE~DL 8 sind bei Helen dureh Pepsin 4,5% N (bei 7 ,4% Gesamt-N) bzw. 28% EiweiB (bei 46,25% Gesamteiweil3), dureh Trypsin 4,7% N und 30% EiweiB ver- daulieh. Die eigenen Befunde am Myeel stehen in ~bereinstimmung mit Angaben yon BAVWEN 4 fiber Helen, wonaeh die Verdauliehkeit des Hefeeiweil3es bei 2 Ver- suehspersonen 80,98% bzw. 84,67% betrug. 0b der im Verdauungsversueh in vitro ermittelte ,,I{eineiweil3wert" des Myeels /~hnlieh wie bei Hefe aueh bier dureh biologisehe Bestimmung des ,,Eiweigwertes" a im Ffitterungsversueh bestgtigt werden kann, bleibt derartigen Versuehen vorbehalten.

Der erw~hnte hohe Anteil des Nichteiweig- (Rest-) Stiekstoffs am G'esamtstiek- sto~f Zeigt, dab der tatsiiehliehe Gehalt des Myeels an ReineiweiB weir hinter dem Gehalt an , ,Rohprotein" (Gesamt-N • 6,25) zurfickb/eibt.

Zur. weiteren K1/irung dieser Verhi~ltnisse wurde der ReineiweiBgehalt nach BA~NSTEI_W s durch Fiillung mit Kupferhydr0xyd sowie naeh RoT~ 7 dutch F/illung mit Metaph0sphors/iure zu 28,63% bzw. 26,73% bestimmt. Die betr/~ehtliehen Unte}sehiede zwisehen dem verdaulidhen Eiweiganteil (etwa 3'8% verdauliehes ,,Protein") und dem dureh F~llung ermittelten b~w. aus dem Protein-N errechneten Reineiweil3anteil (etwa 26--28% I~eineiweil3) deuten darauf bin, dab .beim Ver: dauungsversueh zwar ReineiweiB abgebaut wird, dal~ jedoch darfiber hinaus in die 15sliehe Pepsin- bzw. Trypsinfraktion eine Reihe leieht extrahierbarer, niedrig- molekularer Stiekstoffverbindungen yon NiehteiweiBcharakter fibergehen, gekenn- zeiehnet dutch den hohen Reststiekstoffan£eil des Gesamtmyeels, und dab diese Nichteiweif3anteile einen tatsiiehlich in dieser HShe nicht vorhandenen Protein- gehalt des Myeels vorti~usehen. Das Vorliegen derartiger niedermolekularer Fraktio- nen im Mycel wird weiterhin durch die sp/iter mitgeteilten Ultrafiltrationsversuche erh~rtet. Noeh ungfinstiger wird das Verh~ltnis ftir den tatsi~chlichen Reineiweil3- anteil, wenn man naeh dem Vorschlag yon DIgR s zu dem in den Triehloressigsiiure-

1 ~. l~. PORT]~I%: Zi~5. S. t82, Anm. l . 2 j. 1%. PO~TER: Zit. S. 482, Anm. 1. 3 K. F~.LIx u. It. PESrDL: Chemiker-Ztg. 68, 230 (1944). a A. BAUwE~: Verhandelingen IV, 7 (t942). 5 E. ~N-GOLD, I-~. STOTZ U. A.COLUMBUS : Forschungsdienst 10, 183 (1940). 6 F. BA~ST~I~r: Landwirtsch. Versuchsstat. 54, 327 (1900).

G. P~ffTZE~ u. 1=[. 1%OT]~: Vorratspflege u. Lebensmittelforsch. 2, 682 (1939). s K. D~R~: Zit. S. 484, Anm. 4. *

486 J. SCHORMULLER:

auszug gehenden ,,Reststickstoff" zwef weitere NichteiweiBfraktionen rechnet: den im l~iickstand verbleibenden Nucleins~ure-Purinstickstoff und den Lipoid- stiekstoff.

Der Gesamt-Purinstickstoffgehalt des Mycels liegt mit 0,67 % unter den ffir Hefen in der Literatur angegebenen Werten:; seine weitere Unterteilung wird sp~ter mit-

• geteilt. Er betr~gt 8,11% des Gesamtstickstoffs, w~hrend M~ISE~EIMER 1 bei Auf- arbeitung autolysierter H e f e 7,5--9,6% des Gesamtstiekstoffs a]s Purin-N fan& Neuere Bestimmungen ergaben bei B~eker-, Futter- und Trockenhefen Werte y o n 0,805--0,847 % bzw. 0,57--0,99 % (im Mittel 0,75 %) Purin-N in der Trockensubstanz oder 7,2--11~4% (ira Mittel 8 ,7%) ' des Gesamtstickstoffs ~. FELIX und PE~DL a g6ben einen Gehalt yon 1% Purin-N in Trockenhefen an.

Zur Bestimmung des in Trichloressigs~ure 15sliehen Purins wurden 2 g Troekenmycel dreimul mit je 20 em 3 10%iger Triehloressigs~iure bei Zimmertemper&tur digeriert und zentrifugiert, die erhaltenen Zentrifugate auf 100 cm ~ ~ufgefiillt und im EXtrakt Ges~mtstickstoff sowie Purin-N, wie sparer mitgeteilt, bestimmt (ttydrolyse mit 2gew.- %igor H2SO4, 2 Stdn. am' Wasserbad, 3 Stdn. am RfickfluB erhitzt). Als Differenz zwischon dem Gesamt-Purin-Stickstoff (0,67%) und dem 15slichen Purinstickstoff (0,05 %, gleich 7,5 % des Gesamtpurin-N), jeweils auf Trocken- substanz berechnet, ergibt sich die Menge des im Proteinanteil verbleibenden Nueleins~ure- Purinstickstoffs zu0,62 %. N a c h D I ~ undDEeKER sind unter Zugrundelegung yon Angaben EULERS etwa 0,07% der Trockensubstanz, d.i. etwa 10% des Gesamtpurin-N, nach elgenen Untersuchungen der Autoren 0,1--0,36% lSslicher Pm.instickstoff in verschiedenen I-~efen vorhanden.

Das Triehloressigs~urefiltrat enthi~lt 3,60% Stickstoff (berechnet auf Trocken- substanz), was gut mit dem fr(iher ermittelten Reststickstoffgehalt (3,53%) des Gesamtmyeels fibereinstimmt.

Zur Bereehnungdes Lipoidstiokstoffs haben wir den nach GI~OSSFELD (s~ sparer) ermittelten Lecithingehalt des Mycels yon 3,20% zugrunde ge]egt. Unter Berfick- sichtigung der Tatsaehe, dab ,,reines" Lecithin 1,7~1,8% N enth~lt, ergibt sich daraus ein Lipoid-Stickstoffgehal,t des Mycels von 0,06%.

Z~hlt man nun zu dem in Triehloressigs~ure 15sliehen Stickstoff den im l~ick- stand verbleibenden Nueleinsaure-Purinstickstoff und den Lipoidstickstoff, so ergib~ sieh als Differenz zwischen dem Gesa.mt-N-Gehalt und der oben genannten Summe eifi" t~eineiweiB-Stickstoff yon 3,98%, entsprechend 24,88% ReineiweiB im Myce]. Dieser Bereehnung zufolge sind also ]ediglieh 48,19% des-, ,Rohproteins" als Rein- eiweiB zu betrachten. I m VergMch dazu betr~gt der ReineiweiBgehalt 57,28% des Rohproteins, wenn unter ,,l~eineiweiB" der Gehalt an durch Trichloressigs~ure f~llbarem Protein-N • 6,25 verst'anden wird. /

Bezogen auf Rohproteingehalt wie auf Troekensubstanz liegt der Reineiweil3- gehalt des Myeels betr~chtlieh unter dem der Helen. Naeh D~R und DECKER ~ betr~gt der l~eineiweil3gehalt yon sechs untersuehten Hefeproben zwisehen 64 und 76% des I~ohproteingehaltes und zwischeri 30% u n d 43% der Troekensubstanz. Dal3 trotz der hohen im Myeel enthaltenen Gesamtstickstoffmenge der P~eineiweiB- gehalt so niedrig liegt, dal3 er aul3erdem vom verdaulichen Eiweil3anteil (etwa 38.% im Mycel) nut 66% ausmacht, liegt an der sehon mehrfach erw~hnten Tatsaehe, derzufolge das Rohprotein des Myeels betr~chtliehe Mengen niedr igmolekularer Niehteiweig- Stiekstoffverbindungen enth~lt.

~J . MEISENHEIMER. Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. 104, 229 (1919); 114, 205 (1921). 2 F. M. K v ~ u. K. Pi~RINGER: Biochem. Z. 272, 113 (1934).- K. DIRR u. P. DECKER: Bio-

chem. Z. ]16, 239 (]944). 3 K. F]~LIX u. H. PE~DL: Zit. S. 485, Anm. 3." 4 K. DIRI~ u. P. DECKER :Zit. S. 484, Anm. 4.

Uber die ehemische Zusammensetzung yon Zeltstoffo, blauge-Myeel. 487

Be t r ach te t man die St ieks tof fb i lanzen d e r versehiedenen Myeelf rakt ionen, so zeigt sieh, dab der G e s a m t ' N - (Rohprotein-} Gehal t be i der , ,Nue le in" -F rak t ion der Pepsin-Salzsi~ureverdauung, be im leichtlSslichen Ext rak te iweiB und bei der Aeeton- fiil lung gegenfiber dem Gesamtmyee l keine wesent! iche Ver~nderung erfahren hat , w~hrend die sehwer 16sliehe Frakt io 'n der , ,Ze l lmembra~" un te r en t sp reehender Anre icherung mi t niehteiweil3art igen Bal las ts toffen mehr als die Hiilf te des im Aus- gangsp roduk t en tha l t enen Stiekstoffs verlor. Wie die im folgenden besproehene E r m i t t l u n g des I~estst iekstoffs zeigt, gehen bei der Harns to f fbehand lung die H a u p t - mengen des leiehtl6sliehen, n iedermolekularen St iekstoffs in den E x t r a k t .

E insehneidende Ver~nderungen er le idet bei allen F ra k t i one n der Restst ieksgoff. Erwartungsgemi~i3 en th~l t die mi t Pepsinsalzs~ure ve rdau te Subs tanz im g i i e k s t a n d

' nu t ganz geringe Mengen Niehteiweil3-Stiekstoff; aueh be im Ext rak te iweiB und bei der Ze l lmembran b le ib t nu t ein Bruehte i l (3,5% bzw. 20,8%) des Nieh tp ro te ins t i ek - stoffs erhal ten. Die drei genann ten F rak t i onen en tha l t eh demnaeh den St iekstoff des Myeels fas t ausschlieBlieh oder f iberwiegend als Pro te in- bzw. Pro te id-St ieks tof f . Die Aeetonf~l lung hingegen ha t nur 1/3 des g e s t - N verloren, en t sp reehend der Fi~ll- ba rke i t n iedermolekula re r EiweiBsubstanzen bzw. S t i eks to f f -Symplexe dureh Aeeton.

Von den Aminosguren wurden Tyrosin, Tr~)tophan und Cystin bestimmt. Die gefundenen Werte ffir Tyrosin (im Mittel 1,33% im TroekenmyeeI) liegen in der GrSBenordnung, wie sie FELIX (ziG. naeh W. DIE•AIa und A. C•RTZE 1) ~ngibt (1,2%), w~hrend der TrypGophangehalt betri~ehtlich niedriger MS naeh den Angaben yon DIENAIa tmc~, FELIX gefunden wurde. Ffir Cystin fand F~LIX im Trockenmyeel 0,4%; eigene Bestimmungen ergaben einen Gehalt yon 0,59 % in der Troekensubstanz. Umgereehnet auf Tyrosin-, Tryptophan- und Cystin-N in Prozent des Gesamt-N erreehnet sich ein GehMt yon 1,24, 0,91 bzw. 1,14% fiir die Oetreffenden Amino- siiaren im Myee!. Vergliehen mit Angaben der Literatar fiber l-Iefeeiweig en~sprieht der Tr~pto- phan- bzw. Tryptophan-N-GehMt des Myeels dem yon ]:Iefen naeh J~. KnAUT e und ~I. K~Av~ und F. SeHLOT~MA~N 2, der Tyrosingehalt liegt wesentlieh niedriger a lg Borg angegeben. Der ifir Cystin im Mycel gefundene Wert bewegt sieh zwisehen den ffir ~Iefe in der Literatur mitgeteilten Werten (naeh I-I. KaAUT und F. Se1~LOTTM~t~ a sowie naeh I-I. FI~K und F. J u s t t 1,6 bzw. 1,71% Cystin-N, nach K. DmR und O. v. SODE~ 5 0,33 % Cystin-N. vom Gesamt-N). Eingehende Untersuehungen fiber die Bilanz der sehwefelhMtigen Aminos~aren yon F[efe' und Myeeleiweig sind im Gange.

Vergleiehsweise sei mitgeteilt, dM? J. KAP~-~Nna~ ffir dus Myceleiwei~ des Fusarium. Fadenpilzes einen Gehalt yon 2,2% Tyrosin angibt.

I . V e r d a u u n g s v e r s u e h e m i t P e p s i n n n d T r y p s i n .

En t sp rechend dem Vorschlag yon: Ewa~D und Ki~H~E ~, die Verdauungsprobe zur feineren Gewebsanalyse heranzuziehen, w u r d e der zeitl iehe Ver lau f und das AusmaB der Verdauung yon Myeel dureh Pepsin bzw. T ryps in un te r such t und zu

• en t spreehender f e rmen ta t ive r Aufspa l tung eines reinen, le ieht ve rdau l i ehen P r o t e - ins, des Blu ta lbumins in Vergleich gesetzt . • Gemal3 den Angaben yon B~e~ und SeHOaS~iSLLEa bei Fleischproteinen s warde der Fortgang der Verdauung an der Zunahme des ,,formoltitrierbaren" (Amino-) Stiekstoffs gemessen. Je 400 mg der Proben warden mit 20 em a Pepsin- bzw..TrypsinlSsung in steigenden Zeiten bei 37 ° C bebrfitet und fiir 10 cm a des Gemisehes, entsprechend 200 mg S@strat, der Verbraueh an n/5-NaOI-I ermittelt. Die PepsinlSsung enthielt 10 g Pepsin ,,Kahlbaum" und 25 em ~ n-tiC1,

lb " die TrypsinlSsung 10 g Trypsin ,,Kah aura und 24 em a n-NaOmi, jeweils zu 1000 cm a mit W~sser gelSst.

W. D I ~ I a u. A. 13~m~z~: Zit. S. 481, Anm. 2: i t . K~Av~: Bioehem. Z. 297, 297 (1938).

a t~. K ~ v ~ u. F. S C H L O ~ : Zit. S. 482, Anm. 3. I-I. F I ~ u. F. Jus t : Zit. S. 482, Anm. 2.

5 K. DIRI~ u. O. v. SODEN : Zit. S. 482, Anm. 3. J. K ~ } ~ v . ~ : Ern~hrung 9, 29 (1944). E. EWALD U: t{. Ki~HS~E: Verh. naturhist, reed. Ver. I-Ieidelberg 1, 451 (1877). K. BECK U. J. S(~t{OI~Mi~LLER: Diese Z: 74, 461 (1937).

488 J . SCHORMULLER:

Das Ergebnis der Versuehe ist in folgendem K u r v e n b i l d (Abb. 1) dargestellt. Aus den Versuchen geht hervor, dab fn belden F~llen die Verdauung bei Blur-

albumin wie bei Myeel gleiehsinnig verlguft. Der Angriff des Pepsins suf den Protein- anteil erreieht bei Blutalbumin sehneller den Endpunkt, Myeel wird, entspreehend dem flaeheren Kurvenverlauf, langsamer verdaut, worauf zu einem gewissen Teil

das beobaehtete, lange andau-

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Pepsin - I/eP#auung

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Abb. 1. Zeitlicher Verlauf und AusmaB der Verdauung yon ~yeel dutch Pepsin und Trypsin.

ernde S~ttigungsgeftihl naeh My- celgenug zurtickzuftihren ist. Grunds~tzlich l~gt sich sagen, dab sowohl Pepsin wie Trypsin- versuche in vitro eine ausge- zdchnete Verdauung des Mycel- eiweiges erweisen, was mit Be- funden yon v. SODE~ und D I ~ 1 an-Wuchshefen in ~bereinstim- mung steht.

II. U l t r a f i l t r a t i o n s - v e r s u c h e .

Eine w~Brige Suspension des My'eels wurde der Ultrafiltration unterworfen, um folgende Fragen zu ki t ten:

1. In welehen Grenzen bewegt ~ sieh die Mo]ektilgr6Be der Stick- stoff- und Kohlenhydratfraktio- nen .~

2. Welcher Anteil am Gesamt- phosphor liegt in uitrafiltrierba- rer, leicht abspaltbarer oder nied- rigmolekular gebundener Form v e t .~

3. In welehem Verhaltnis ste- hen "}lie abtrennbaren MolekOl- komplexe der Stickstoffsubstanz, der Kohlenhydrate und des Phbs- phors verschiedener Aggregation zueinander und zum Gesamtge- halt dieser Gruppen im ursprflng- lichen My.eel .~

Je 2 g lufttrockenes Mycel wurden in •250 em 8 Wasser rein verrfihrt und

jeweils etwa 7 Stdn. ultrafiltriert. Verwendet wnrden Ballonfflter nach BECHItOLD-KONIG, die nach deren Angaben mit Eisessig-Koliodium impr~gniert waren. Die 'Dichte des Ultrafflters wurde variiert durch Verwendung yon 10,, 7-und 5%iger Eisessig-Kollodium]Ssung. Koagu- " lation der Filter erfolgte in kaltem Wasser. i

In den nach 7stfindiger Ultrafiltration anfallenden Filtraten (250cm 3) wurden Gesarat- und Rest-N, Phosphor (colorimetrisch) und Zucker (Orcinreakti0n nach S6~E~SEN, wie sp~ter angegeben; Berechnung als Glucose) bestimmt. Daneben wurde qualitativ mit Ninhydrin auf niedrigmolekulare Stickstoffsubstanzen gepriift.

10 . v. SODEN und K. Drink: Zit. S. 484, Anm; 4.

Uber die ehemisehe Zusammensetzung yon Zellstoffablauge-~yeel. 489

Tabelle3. E r g e b n i s s e der U l t r a f i l t r a t i o n s v e r s u c h e .

Im Ultrafiltrat sind als abtrennbareT Antefl Prozentualer Anteit im Ultrafiltrat, bezogen des Gesamt-iVIycels enthalten auf den Gesamtgehalt des ~1ycels nichte.

der . Filter (% an

Eis- essig- Kol[o - dium)

10 7 5

Gesamt- Pro- ] N tein-N,

% %

3,]6 3 , 0 - -

3,21 - -

Rest- N

%

3,0 3,21

Kohlen- Phos- hydrat phor

% %

5,5 0,78 5,6 0,75 5,7 0,80

Gesamt- N

%

38,26 3.6,32 38,86

Pro-

tein-N

%

l%est- N

%

89,5 85,0 90,9

Xohlen- Phos- hydrat phor

% %

2],15 60,00 21,54 57,70 2],92 61,54

Zur n~heren Kennzeichnung der einzelnen Fraktionen, wie sie mit Filtern versehiedener I)ichte erhalten werden, sei erwgh~t, dag nach BECltHOLD 1 10%ige Filter, in Wasser koaguliert , Proteosen, 7%ige Filter Albumin zurtickhalten. 5%ige Filter zeigen eine dttrchschnittliehe Porenwei~e yon 30--40 m#,; die Grenze der I)urchlgssigkeit liegt hier bei der Molekfilgr6Be des ]-I~m0globins.

Die Versuche zeigen zungehst, dab der ultrafiltrierbare Stiekstoffanteil etwa 38 % des Gesamt-N umfaBt und damit fund 90% des in Triehloressigsgure 16slichen, niedermolekularen Niehteiweig-Stiekstoffs ausmacht. Er seheint yon einheitlicher Molekiilgr6Be zu sein, da Verwendung yon Ultrafiltern gr6gerer Porenweite (7 und 5% Eisessig-Kollodium) keine Erh6hung des filtrierbaren Stickstoffs mit sieh bringt. Dementsprechend zeigen alle drei Ultrafiltra.te eine gMch starke Ninhydrinreaktion (deutliche Blauf~irbung). Die dutch: Ultrafiltration erhaltenen Werte far niedrig- molekulare Stiekstoffsubstanzen stehen in befriedigender ~bereinstimmung mit der d u r c h Triehloressigsgure nicht fa]lbaren Reststiekstofffraktion des Mycels (3,53%). Aus den Versuehen folgt, dab im Mycel zwei Gruppen yon Stickstoff- fraktionen zu unterseheiden sind: die dutch Trichloressigsgure fgllbare, nicht ultra- filtrierbare Proteinfraktion und die in Trich]oressigs~ure 16sliche, ultrafiltrierbare Fraktion niedermolekularer Stickstoffsubstanzen. W i e die Abstufung der Filter- dichte mit Ultrafiltern verschiede~en Kollodiumgehaltes zeigt, scheint Mycel Zwischenglieder dieser beiden genannten Fraktionen, wie Proteosen, Albumosen oder Peptone, nicht zu enthalten.

Der filtrierbare Anteil des Gesamtphosphors im Myeel (etwa 0,80 % ) liegt zwischen dem gesamtsgurel6slichen und dem anorganischen Phosphor, wie er frfiher bestimmt worden war. Daraus geht hervor, dag neben dem anorganisehen, leicht 16slichen Phosphat des Mycels ein geringer Betrag des organisch gebundenen Phosphors in ultrafiltrierbarer Form vorliegt, wghrend 0,5% Phosphor (etwa 40% des Gesamt-P- Gehaltes yore Mycel) an Protein gebunden und damit nicht ultrafiltrierbar sind.

Weit geringer ist der Betrag an filtrierbaren, niedermoleku]ar vor]iegenden Kohlenhydraten. Nach der Oreinreaktion sind etwa 5,6% Kohlenhydrat, also 21% des mit Orein erfagbaren Gesamtkohlenhydrates, yore Mycel ultrafiltrierbar und als Hemieellulosen geringer Molekiflgr6Be zu betrachten. Wie bei der Stiekstoff- und der Phosphorfraktion ist die filtrierbare Menge derKohlenhydrate unabh~ingig yon der Porenweite der' verwendeten Filter und damit recht einheitlich in der Molekfllgr6ge. Auch bier fehlen Zwisehenglieder zwischen hochpo]ymeren und

' niedrigmolekularen Kohlenhydratkomponenten.

1 H. t~EC~OLD: Die Ko]loide in Biologie und Medizin. 5. Auft. I)resden-Leipzig: Th. Stein- kopff (1929).

490 J. S c ~ o n ~ L ~ :

4. Die Lipoide des Myce]s. ~

Wie wir heute wissen, ist die Lipoidfraktion. der Helen und anderer Mikro- organismen derjenige Antei], der am deutlichs~en auf Anderungen in den Zfichtungs. bedingungen anspricht, was yon praktischer Seite aus dazu ffihrte, der Zfichtung lipoidreicher, als Fettlieferanten vorgesehener ,,Fetthefen" besondere Aufmerksam- keit zu widmen. Diese oft sehr betr~chtlichen Unterschiede im Lipoidgehalt l~ommen auch. in den Zahlen zum Ausdruck, die far den Fet tantei l der verschiedeJ~en Hefen in der Li tera tur mitgeteil t werden. F I sK und JVST 1 fanden nach Zerreiben mit Quarzsand in der Kugelmiihle an ,,1Zohfett" (in ~4ther !Ssliche bzw. extrahierbare Anteile) bei 5 Hefen 1,68---5,95%, SS~EV~E~T 2 in Trockenhefe aus Sulfitablauge 0,71% Fett , GEOSS~LD a in Nghrhefen nach einem modifizierten Verfahren 1,3 bis 4,5%, im Mittel 3,0% Fett . I n ahnlicher Richturlg liegen die Verh~iltnisse nach den

Mi t te i lungen anderer Autoren. Auch bei Pilzer~ schwankt der Lipoidgehalt inner- halb sehr weit er Grenzen (1--14%), der yon Mycelien sogar zwischen 1 und 40%, abh~tngend yon zahlreichen Faktoren (vgl. z .B . POBTE~4). Er betr~gt z. B. in der Trockensubstanz bei Aspergillus niger 2,6--2,8 % 5, bei Oospora lactis 7,5~22,5 % s

Uber den Fet tgehal t v o ~ Mycel der hier untersuchten Art ist bisher nichts bekannt geworden . Zwel wesentliche Schwierigkeiten ergeben sich bei Unter- suchungen dieser Stoffgruppe: einmal die ~N0twendigkeit der klaren und exakten Fassung des Begriffes , ,Lipoide", zum anderen die Wahl entsprechender Bestim- mungsmethoden.

Mit H A L D ~ 7 "wollen wir zu den Bestandteilen lipoider Systeme G 1 y c e r i d f e t t e und -51e, W a c h s a l k o h o l e und - e s t e r , h S h e r e F e t t s ~ u r e n , P h o s p h a t i d e , h6here Glycerinitther und Kohlenwasserstoffe, Sterine, Lipochrome und f e t t l 6 s l i c h e V i t a m i n e rechnen. HALDEN faint diese Substanzen unter dem Sammelbegriff , , L i p i d e " zusammen.

Bei der Ermittlung des ,,Fett"-Gehaltes yon t~efen zeigte sieh, dab - - aueh n.ach staubfdiner Vermahlang in der Xugelmiihle - - der Gesamtlipoid-Extrakt durch einfache Xtherextraktion nicht errant werden kann. Diese Schwierigkeit, aus biologischem Material durch Extraktion mit einem geeigneten LSsungsmittel, etwa Xther oder Petrolgther, die Lipoide restlos zu erfassen, hat eine Reihe yon Autoren, z. 13. K. Dlal~ s und J. GICOSSFELD 9 beschrieben.

In der folgenden TabeNe sind die Ergebnisse der Best immung verschiedener Lipoidfrakt ionen, des , ,Rohfet tes" und der Gesamtlipoide zusammengestellt .

Die Bestimmung des ,,Rohfettes" erfolgte dutch 24stfindige Extraktion der staubfein Ver- mahlenen Mycelprobe mit Xther im SoxaLET-Apparat, die der Gesamtlipoide nach REICHS.I~TI°, die des Lip0id-Phosphors naeh NUt, BEInG und TI~EOI~LL n.

Dem dutch Xtherextrakt ion erfai3baren Anteil yon 3,03% (Verseifungszahl des :4therextraktes ~ 130,0) steht ein nach Behandlung mit 25% iger Salzsgure duroh Tetrachlorkohlenstoff-Ather-Ben~in extrahierba~er Anteil yon 4,11% gegentiber,

i H. Fixx u. F. JUST: Zit. S. 482, Anm. 2. A. SCla~Vl~EI~: Biedermanns Zbl. Agrik.,Chem. ration. Landwirtschaftsbetrieb, Abt. B 13

329 (1941). $ ,

J . GROSSFELD U. ld:. H E S S : D i e s e Z . 85, 497 (1943). J. t~. POliTElY: Zit. S. 482, Anm. 1 (daselbst S. 411.). L. M. PI~unss, E. C. EIC]~I¢~¢~1~ u. W. }I. P~TEI~SO~ : Zbl. Bakteriol., Parasitenkunde, Infek.

tionskrankh., Abt. I I 89, 370 (1934). H. FI~K, }I. ~A~I~S u. W. I-IO~.I~BUI~GER: chemikerJztg. 61, 689, 723, 744 (i937).

7 W,: ttALD~: Protoplasma 20, 209 (1933). s K. DII~R U. O.v. SODEN: Biochem. Z. 312, 263 (1942).

J. GROSSFELD U. :[-I. ~ESS: Zit. S. 490, Anm. 3. ~0 R. REICHERT: ]:[elvet. chim. Act~ 27, 961 (1944). n j . NO~BEaG U. H' THEO~ELL: Bioehem. Z. 264, 310 (1933).

Uber die chemische Zusammense~zung yon Zellstoffablauge-Mycel. 491

eine Best~itigung der Angaben von DII~I~ ~ sowie yon GI~OSSFELD ~ bei Helen, wonach direkte Extraktion mit Ather oder Benzin nur einen Bruchteil der vorhandenen fettartigen Stoffe entfernt.

W~ihrend naeh REICHEI~T der Gesamtlipoidgehalt zu 7,7% bestimmt wurde, erreehnet sich naeh GI~OSSl~ELI) fiir die Summe Phosphatid + Fett ein Gehalt yon 5,36%, ein Hinweis darauf, dal~ im Myeel noben Phosphatiden und Fetten noch andere Lipoidsubstanzon ontha]ten sind oder aber, da/3 ffir Myce]]ipoide andere Voraussetzungen gelteli, als sic GROSSFELD ~iir Hefefette anzunehmen bereehtigt war. GICOSSF]~LD land bei Nhhrhefen oinen Phosphatidgehalt voh 5,6--8,5%, DII~I~ ~

Tabelle 4. G e h a l t der T r o c k e n s u b s t a n z an v e r s c h i e d e n e n L i p o i d f r a k t i o n e n .

In der Lipoidfraktion Trockensubstanz

%

Durch Ather extrahierbarer Anteil (~,Rohfett") • Gesamtlipoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lipoid-Phosphor (Phosphatid-P) . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . l%ohfett nach GROSSFELD (Fett + Phosphatide) Phosphatide (Dioteolecithin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Restfett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lecithin + Fet t

* Lipoid~P in der ,,Acetonf~llung": 0,025 %.

3,03 7,7 0,08 * 4,11 3,20 2,16 5,36

g ib t ffir Wuchshe~en einen Lec i th ingeha l t yon 4 ,5%, R]~WALD a fiir Prel~hefen einen solehen yon 4 ,5 - -5% an. Nach PO~TER ¢ en tha l t en n ieh t s~urefeste Bakte r ien 0 , 4 - - 2 , 0 % , s~u re fe s t e 0 ,6 - -6 ,5% Phospha t ide . Der nach G~OSSFELD gefundene Wer~ yon 3,2% zeigt, dab das un te r such te Myeel h ins icht l ich seines Phospha t id - gehal tes an der un t e ren Grenze der ffir He len gefundenen Wer te liegt. AlteI•e An- gabon der L i t e r a t u r ftir den Loci th ingehal t yon Helen, der h iernach bei 2,2% 5 odor 2,81% G liegt, s ind zweifellos zu niedrig.

Das nach GROSSFI~LD abgesehiedene F e t t be s t and zu 78,16°4 aus Dioleble6i thin (Phosphat iden) . DIn~ u n d SODE~ 1 fandbn im R o h f e t t e x t r a k t bei , ,Berginhefe" 6 0 - - 8 0 % Lec i th in ; nach WILLIAMS 7 und STAHL 8 bes tehen e twa 60% des Gesamt- l ipoidgehai tes yon Enteritis-Bakterien sowie yon Brucella abortus aus Phosphol ipoiden .

Das Gesamt! ipo id (7,7°4) en th~l t 0,809/0 P und 2,10% N, was e inem Verh~ltnis P : N = I : 5,8 entspr ieht . Der hohe N-Geha l t deu te t auf Verunre in igungen du tch Eiweil3 (oft aus ~, ,Lipoproteiden" s t ammend) , k a n n aber aueh ein P h o s p h a t i d an- zeigen, das dem im a l lgemeinen vorw~egend einfaehen, ganzzahl igen Verhal tn is der Mono- oder Diaminophosphat i~te , also P : N = 1 : 1 oder 1 : 2 n ich t gehoreht . DaB derar t ige Abweichungen auf t re ten , die n ich t auf Beimengungen ~remdar t iger

1 K. DmR u. O• v. SODEN: Zit. S. 490, Anm. 8. 2 J• GKOSSFELD U. ]7[• ~[ESS: Elf• S• 490, Anm. 3. 3 B. 1%EW.~T~D: Biocliem. Z• 218, 481 (1930). 4 j . R. PO]~TEt¢: Zit. S• 482, Anm. 1.

J. K6NIG: Chemie dermenscMichen Nahrungs- und Genul]mittel. Bd. I. Berlin: J. Springer 1923.

L. LOBEL: Schweiz. Apotheker-Ztg. 52, 1.73, 192 (1'914). C• H. ~¥]~LIA~S, W. 1%. BLOOm u. T. A. SANDnOLZEE: J. Bacteriol. 37, 301 (1939)•

s W. I:[. STA~T-~: Michigan State Coll. Agric.,appl. Sci., agr. exper. Star., techn. Bull. 177, 29 (1941).

492 J . SCHO~M~LLER:

Beg le i t s to f fe zur f ickzuf f ih ren s ind (vgl. THIERFELDER1), g e h t z. B. aus den B e f u n d e n yon C ~ A ~ F 2 he rvor , de r aus Tbc.-Bacillus BCG ein P h o s p h a t i d m i t d e m P : N- Verh~tltnis 1 : 8 isol ier te .

5. Die. P h o s p h o r f r a k t i o n e n .

Wie schon f r i ihe r m i t g e t e i l t , we i s t das Nal~myeel e inen b e m e r k e n s w e r t ge r ingen P h o s p h o r g e h a l t a u f , d e r b e t r a c h t l i c h u n t e r d e m y o n H e l e n u n d a n d e r e n Mikro- o r g a n i s m e n l iegt . L e t z t e r e e n t h a l t e n zwisehen 2,5 u n d 5% P, so z. B. Pneumococcus T y p e I I I 2 , 9 2 - - 2 , 9 4 % P~, g e r e i n i g t e r Staphylococcus-Bakteriophage 4 , 6 ~ 5 , 0 % a.

U m die P h o s p h o r v e r t e f l u n g i m Mycel n~ther zu kennze i ehnen , w u r d e n G e s a m t - m y c e l u n d e inze lne M y c e ] f f a k t i o n e n auf ih ren G e h a l t an v e r s e h i e d e n e n P h o s p h o r - f r a k t i o n e n u n t e r s u c h t . Dm fo lgende Tabe l l e b r i n g t eine Z u s a m m e n s t e l l u n g der e r m i t t e l t e n Wer te .

Tabelle5. P h o s p h o r g e h a l t e i n z e l n e r M y c e l f r a k t i o n e n .

Phosphorfraktion

Gesamt-P . . . . . . . . . . . . . Gesamt -si~urelSslicher P . . . . . . . Anorganischer P . . . . . . . . . . Lipoid- (~therlTslicher) P . . . . . . Organischer (veresterter) P . . . . . . Phyt in-P . . . . . . . . . . . . . Phytinsi~ure . . . . . . . . . . . . Phyt in . . . . . . . . . . . . . . . Atkaliverseifb~rer P (Triosephosphor-

s~ure) . . . . . . . . . . . . . Argininphosphorsaure-P . . . . . . . Proteid-P (Phosphoproteide @ Nucleo-

proteide) . . . . . . . . . . . . Nucleoproteid-P . . . . . . . . . . Nucleoproteid-N, dazu . . . . . . . Verh~iltnis P z N . . . . . . . . . . P h o s p h o p r o t e i d - P . . . . . . . . . .

P- Gehalt in

~ ] Rfickstand t~esam~- ~ der lVIyceI ] Pepsin-

~ verdauung

1,30 % 0,21% 0,98% 0,04% 0,65% - - 0,08% 0,33% 0,04%

0,7rag- % 2,7mg-% 2,9rag- %

negativ negativ

0,32% 0,17% 0,024 % ~egati~ 0,059 % aegati~ 1 : 5,4 0,296% 0,17%

ZeU- membran

0,80% 0,16% 0,02 %

0,14%

0,64% 0,030~ 0,067~

1 : 5 0,61%

Extrakt- eiwei~

1,18% 0,27 % 0,19%

0,08 %

0,91% 0,27% 0~58 % 1 : 4,8 0,64%

Ace$on- fSllung

4,63 % 1,86% 1,42 % 0,025 % 0,44 %

2,77% negativ negativ

2,77 %

S~mtliche P-Bestimmungen wurden nach nasser Veraschung in der mineralisierten LTsung colorimetrisch durchgeffihrt 5. Gesamtsi~urelTslicher und anorganischer P wurden im Trichlor- essigSaureffltrat ermittel t e, die Differenz beider Werte ergab den. gesamten veresterten (organi- schen) Phosphor. Die Bestimmung des alkaliverseifbaren P erfolgte nach M~:f~Ho~ und Lo- M A ~ v, der Argininphosphorsaure nach LOH~A~ s, des Lipoid-Phosphors nach NO~B~G und TttEOR]~LL 9 dutch F~llung der Phosphatide mit dem Protein und Extrakt ion mit Chloroform-

1 H. Tm~Rr]~Ln~R U. E. KLV,~K: Die Chemie der CerebrosJde und Phosphatide. I. Berlin: J . Springer (1930).

2 E. CHA~GAFF: Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. 217, 115 (1933) ; 218, 223 (1933) ; C. r. hebd. S6ances Acad. Sci. 197, 946 (1933).

3 A. STVLL: J . biol. Chem. 82, 641 (1929). J. H. NOrTHrOP: J . gen. Physiol. 21, 335 (]938).

5 M. MA~TL~n U. R. ROBISO~: Biochemical J . 20,,847 (1926). 6 K.HINs~E~Gu.K. LA~G: Medizinische Chemie.Berlin-Wien: Urban& Schwarzenberg (i938). 7 0 . M~Y]~R~OF U. K. L o n ~ : Biochem. Z. 271, 89 (1934). s K. L o ~ : Biochem. Z. 286, 28 (1936). 9 j . No~]~E~o u. I t . T~EO~ELL: Zit. S. 490, Anm. 11.

~ber die chemische Zusammensetzung yon Zellstoffablauge-Mycel. 493

Alkohol. Nucleoproteid-.P wurde naeh JAVILLIER und AnLAmE 1, Phy~in-P naeh McCi~cE, bestimmt. PhyMnsgure (iVIol.-Gew. 714,134; 26,04% P) als Hexaphosphorsgureester des Mesoino- sits bzw. das als Oa-Mg-Salz vorkommende ,,Phytin" (Mol.-Gew. 773,502; 24,03% P)laSsen sich aus den angegebenen D~ten und dem Phytin-P-Gehalt errechnen. ' "

Der ,,Proteid-P" (Phosphoproteid-P-~-Nucleoproteid-P) ergibt sich aus der Differenz Ges~mt-P sgurelSslicher P, d~ beide Proteidgruppen yon Saure nicht zersetzt werden and sich so in der Trichloressigs~urefi~llung finden.

JAVI~LIE~ 1 teilt den Gesamt-P yore biochemischen Standpunkt aus in 3 Grup- pen ein:

1. den imm o b i le n :P, im wesentlichen bestehend aus dem Tricaleiumphosphat der Knochen 2. den u m 1 a u f e n d e n P in den Lipoiden un d Phosphoproteiden, 3. den Ubergangs-P in den leicht zerfallenden orggnischen P-Verbindungen, wie Glycerin-

phosphorsgure, ~exosephosphorsgure sowie in den Alkaliphosphgten. Wean wir die Ergebnisse der Untersuchungen vorwegaehmea, so lgBt sich sagen,

dal3 im Mycel die Gruppen 2 und 3, yon JAVlLLIE~ als a k t i ? e r Phosphor bezeiehnet, die P-Bilanz alMn beherrschen.

Die Hauptmenge des Gesamt-P liegt i m Mycel als sgurelSslicher Phosphor (0,98 %) vor, etwa zwei Drittel dieser Fraktion bestehen aus anorganischem Phosphor und nur 0,33% sind ats organiseh veresterter P vorhanden. Wie der Gehalt an Lipoid- (Phosphatid-) Phosphor zeigt, sind nur 24,2% des organiseh gebundenen Phosphors in der Phosphatidform vorhanden.

Bei der Pepsinverdauung geht die Hauptmenge des Phosphors in den verdauten Anteil fiber, desgleiehen 16st sich fast der gesamte sgurelSsliehe und der gesamte aaorganisehe P, so dab lediglich eia Rest yon 0,21% Pa l s Bestandteil der unverdau- lichen ,,NueMne" bzw. Phosphoproteide unausgenutzt bleibt. Die Zellmembran- fraktioa hingegen enthglt noch 0,80% Gesamt-P und in der harnstofflSslichen, bei Dia~yse ausfallenden Extrakteiweil3fraktion finder sieh die Hauptmenge des ur- sprting]ieh im Mycel enthaltenen Phosphors, die damit also yore Organismus aus- genutzt wird. Sie besteht zum fiberwiegenden Tell (77,1%) aus Proteid- bzw. Nueleoproteid-P. Die Meht 15sliche, dutch Aeeton fgllbare Extraktfraktion erfghrt eine betrgchtliehe Phosphoranreicherung, deren GroBteiI (59,8%} ebenfalls aus Proteid- bzw. Nuelein-Phosphor besteht. Die hier kurz skizzierten Verhgltnisse hiasiehtlich der P-Bilanz stehen, wie sparer gezeigt wird, in guter (~bereinstimmung mit den ftir Nueleotide, Nu.eleoside und Gesamtpurine gefundeaen Werten.

Der organiseh gebundene Phosphor des Mycels (25,4% des Gesamt-P) sinkt im Rfickstand der Pepsinverdauung, der Zellmembran und im extrahierten Mycel- protein stark ab, w~,hrend er in der Aeetonfgllung um etwa ein Drittel gegentiber dem Gehalt im ursprtinglichen Myeel erh6ht ist. Er geht demnaeh zum fiberwiegen- den Anteil in die bei der Verdauung ausgenutzte Mycelfraktion fiber.

Proteid-Phosphor (Phosphorproteide- Nueleoproteide) wird bei der Pepsin- verdauung fast zur H~lfte in Freiheit gesetzt, die fibrigen Fraktionen hingegen er- fahren eine starke Anreicherung dieser P-Komponente.

Die Bestimmung des Nucleoproteid-P ergab Einblick in die Zusammensetzung der Proteid-P (Phosphoproteid- Nueleoproteid-P)- Fraktion. Danach besteht der [iberwiegende Tell des Proteidphosphors (0,32 % ) aus Phosphoproteid-P (0,296 %), gegeafiber 0,024% Nucleoproteid-P; letzterer macht demnaeh lediglich 7,5% dieser Fraktion aus. Der a b s o l u t e G e h a l t an Nueleoproteid-P bMbt in der Zellmembran und im ExtrakteiweiB ann~hernd konstant, im Rfiekstand der Pepsinverdauung ist

1 M. J~tvn;LI~ u. ]~. ALLimE: Bull. Soc. Chim. biol. 9, 772 (1927); 13, 678 (1931). 1=[. ALLAII~E 11. S. ROUSSEAU: Daselbst 9, 778 (1927).

R. McCitrCE u. M. J. Wnn)owsoN: Biochemical J. 29, 2694 (1935).

494 J. SC~O~#~LE~:

er versehwunden. Der P r o z e n t g e h a l t an Nueleoproteid-P vom Gesamtproteid- phosphor hingegen, der, wie erwahnt, im urspriingliehen Myeel 7,5 % betr~g~, macht bei der Zellmembran 4,7%, .beim Extrgkteiweil~ 29,7% aus. Danaeh enth/ilt vor allem die ExtrakteiweiBfraktion betr/iehtliehe Mengen an Nueleoproteiden, w~hrend beim Rfieks~and d er Pepsinverdauung sowie in der mit Aeeton gefitllten Fraktion der Proteid-P zu 100% aus Phosphoproteid-P besteht, was besagt, dab praktiseh der gesamte Nuele0proteid-P, nieht jedoch der Phosphoproteid-P im Gange der Verdauung ausgenutzt wird. Auffallend ist, dab alle Nueleoproteide der versehie- denen Fraktionen, soweit sie im Gang der Aufarbeitung erhalten blieben, ein kon- stances P : N-Verh~iltnis yon etwa 1 : 5 aufweisen. Nach ZICKES 1 zeiehnen sieh versehiedene Bierhefen, Myeodermen und einige andere Prize dadureh aus, dab sie reiehliehe Mengen eines Nuele()proteids als Reservestoff enthalten, das er ,,Volutin" nenn~. Desgleiehen sind Bakterien im allgemeinen reich an Nueleoproteiden, naeh PORTER S enthalten sie etwa 2,0--5,0% in der Trockensubstanz.

Der Phytingehalt des Myeels liegt reeht niedrig im Vergleich zu anderen Nah- rungsmitteln, wie Weizen, Hafer, Mais oder Bohnen, wo der Phytin-P etwa 50% des G6samt-P ausmaeht 3. Auch in Bakterien ist Phytin naehgewiesen worden. CAsoz~ a isolierte z. B. Inositmonophosphors~ure aus Bakterienphosphatiden, wo sie in ein Polysaeeharid eingebaut ist.

Argininphosphorsaure und Triosephosphorsauren (Dioxyaeeton- und Glycerin- aldehydphosphorsi~ure)i Verbindungen, die als Bestandteile des ,,saurelSsliehen Phosphors" yon groBer Bedeutung ftir den Umsatz der Kohlenhydrate sind, konnten im Myeel nieht erfaBt werden. Wie spi~ter mitgeteilte Untersuchungen zeigen, enthalt das Mycel keine meBbaren Mengen freier, ohne Inversion reduzierender Zucker, damit auch keine ffir den Kohlenhydratstoffwechsel umsatzbereiten Sub- strafe, was das Fehlen dieser organischen Phosphors~tureester erkl~rt.

Der Phosphatid-Phosphor des Mycels (0,08%) ent'spricht einer Menge yon etwa 2% an Phosphatid, unter der Annahme, dab Phosphatide etwa 4% P enthalten ~. Nach Gt~0SSF~LD 6 wurde im Mycel ein Phosphatidgehalt yon 3,20% gefunden. Die Differenz beider Werte kann dami t erklart werden, dab nicht alle Phosphatide den erwahnten P-Gehalt yon 4% aufweisen, dai3 auBerdem die yon GROSSr~LD for Nahrhefen zugrunde gelegte Berechnung als Dioleoleeithin nicht ohne weiteres auf die Phosphatide des Mycels iibertragen werden kann.

6. Die Zellmembran. Wie Verdauungsversuche am Myce] dargetan batten, bleiben bei der Behandlung

mit Pepsin-Salzsaure mehr als die Halfte der Mycelsubstanz im unverdauliehen Anteil zurfick. Diese nicht ausnutzbare ,,Nuclein"-Fraktion enthal~ u. a. alle schwer 16slichen, als Bestandteile der Zellmembran anzusehenden, of~ auch als ,,Ballast- stoffe" bezeichneten Anteile des Gesamtmycels. Ihre nahere Kenntnis ist vor aliem yore ernahrungsphysiologischen Standpunkt aus erwtinscht.

Nach K6NIG ~ besteht die ,,Zellmembran" aus Cellulose, auBerdem aus leicht- und schwerl6slichem Xylan (,,Hemicellulosen"), die beide im wesentlichen die

1 ~. Ziex~s: Allg. Z. Bierbrauerei u. Maizfabr. 50, 39 (1922). J. 1%. PogwEg: Zit. S:1482, Anm. 1 (daselbst S. 368).

a R. MeCAvc~ u. M. J. WIDDOWSO~: Zit. S. 493, Anm. 2. J. CAso~ und 1%. J. A~)~Rso~: J. biol. Chemistry 126, 527 (1938). ]=[. THIERFELDEI~ U. E. ](LENK : Zit. S. 492, Anm. I. - - Vgl. auch Handbuch der Lebens-

mittelchemie, Bd. IV, S. 715. J. GROSSFELD U. ]~. ~ESS : Zit~. S . 490, Anm. 3. J . KS:NIG: l~eues Verf~hren zur chemiSchen Un~ersuchung der Fut ter- und I~hr tmgsmi t t e l

Berlin: P. Parey 1930:

ldber die chemische ~usammensetzung yon Zellstoffablauge-Myeel. 495

,, S k e l e t t s u b s t a n z" bilden. Neben ihnen nennt K6?c~G als Bes tandte i le der Membran die , , I n k r u s t e n " , z . B . G a l a k t a n , Araban , Mannan, Pekt in , Lignin, Gummi- stoffe usw. L i g n i n , als Bes tand te i l i nk rus t i e r t e r Ze l lmembranen , is t ein Sammel- begriff ffir den unges~t t ig ten , oxyda t ionsempf ind ] i ehen , gegen h y d r o ] y t i s e h e Ein- fliisse sehr bes tgndigen Antei l . Der chem~sch un.d lebensm~ttelehemmoh selir wieht ige Begriff der H e m i e e l ] u l o s e n umfaBt ein Stoffgemiseh, dem im Sinne unserer Unter te i lung sowohl inkrus t i e r t e Ze] lmembranbes tand te i l e wie solehe der Ske le t t - subsi;anz angehOren, und das re la t iv leieht hydrolys{erbare Hexosane und Pen tosane in sieh sehlieBt. H e f e g u m m i en thg l t vor a l lem Hefemannan , a l s ~iugerer Membran- an te i l i s t es naeh Ga~z~JL~-Ja~KE ~ in der Zelle als S y m p l e x an Hefeeiweig- oder Hefe l ipo idverb indungen ve ranker t . Der K o h l e n h y d r a t a n t e i l , das Hefemannan , s te l l t ein Po lysaeeha r id dar , das aus in 1,6-Stel lung verknf ipf ten a -Mannoseres ten bes teh t , die wahrseheinl ieh in ver zweigten K e t t e n angeordne t s ind (HAwoR~H und Mitarbei ter~). Doeh sind aueh andere , gemisehte Mannane bekann t , Z.B. aus Conophallus Kon]ak (Mannose : Glucbse --= 2 : 1), aus Leguminosen (Mannose ~q- Ga- laktose) odor aus Kleea r ten a.

Folgende Tabel le g ib t Aufsehlul3 fiber die einzelnen F ra k t i one n der ,,Zell- membran".

Tabelle 6. M e m b r a n b e s t a n d t e i i e im M y e e l .

3~yce l f r ak t ion

In der Troeken- substanz

sind enthatten

Rohf~ser . . . . . . . . . . . . . . . . 5,49 * Chitin " 3,52 Lignin nach POPOFF . . . . . . . . . . . . 1,64 Lignin nach WInLSTXTTE~ . . . . . . . . . 1,97 ttemicellulese . . . . . . . . . . . . . . 16,35 **

16,84 *** Cellulose 1,87 tIefegummi . . . . . . . . . . . . . . . . 2,64

e " ~ ,,Nu lem -N 2,32 ,,Zellmembran" . • . . . . . . . . . . . . 32,07 In Pepsin-HC1 unverdaulicher Antefl . . . . 57,73 ,,Nudein"-N in Prozent des Ges~mt-N . • . 28,12

• Rohfaser im durch Pepsin-S~lzsgure unverdanlichen Ahtefl: 8,97 %, in der ,,Zellmembran"- Fraktion: 13,10%•

• * Hydrolyse mit verdiim~ter Salzsgure naeh WaKS~AN. • ** ttydrolyse mit 42 %iger Salzsgure in der Kglte naeh Wmt,STXTTE~.

Im Sinne der oben besproehenen Unterteilnng wurden ats I-Ia.uptvertreter der ~embran- fraktionen' inl Mycel bestimmt: l~ohfaser naeh K. Kih~SCIINEI~ und A. J~aNAI~ 4, Chitin nach SCHOLL 5, Lignin naeh POPOFF ~ sowie Each WILLST/iTTER ~, ~Iemicellulosen und Cellulose naeh WAKSMA~ s, Hefegummi naeh F. FEIrR 9.

R. GARZULI-JA?cXs,: J . prakt. Chem. N. F. 156, 45 (I940). 2 W. N. tIAWO~T~, E. L. I-hRsT u. F, A. IS~ERWOOD : J. chem. Soc. (London) 1987, 784.

Vgl. z. B. K. NISHIDA 11. ~ I • ]~AStr£!VIA: J. Dep. Agre., Kyushu Imp. Univ, 2, 227 (1930). g . ~RISSEY: C: r. hebd. S6anees Acad, Sei. 130, 1719 (1900),

4 K. Kid~SCHNEI~ U. A. ~ANAX: Diese Z. 59, 484 (1930). 5 1~. ScroLL: 3/IJa. Chem. ~.9, 1203 (1908).

J. D. PO~'OF~: Vgl, Handbuch tier Lebensmittelchemie. Bd. iX, S. 474. Vgl• W. Fvc~s: ~ie Chemie des Lignins. S. 49. t~erlin: J Springer ~1926).

s S.A. WaKs~a~¢: Z. Pflanzenernghr., Diing., Bodenkunde A 19, 1 (1931). F: F E ~ : Diss. Universitgt Mtinehen (1934). vgl. GRB1. 191~, S. 969.

496 J. SC~O~LEn:

Die, wie frfiher mitgeteilt, pr~parativ gewonnene, in Pepsin-Salzs~ure unverdau- liehe Fraktion betrug 61,34g (wasserfrei)=59,15% de r Gesamttroekensubstanz und enthielt 7,22% Gesamt-N.

Die pr~4parativ ermittelte , , Z e l l m e m b r a n " betrug 61,55 g (wasserfrei) = 32,99% der Gesamttroekensubstanz mit einem Gesamt-N-GehMt yon 3,27%.

Der Gehalt a n Rohfaser (5,49%) liegt, vergliehen mit Werten der Literatur f~ir Here, reichlieh h0ch. So fanden F]sLIx und PESrDL 1 bei Buehenholz-, Bier-, Holz- zucker- und Kiefernhefe Rohfaserwerte yon 2,35, 4,14, 1,20 und 2,25%. KSN~O ~ gibt in Troekenhefe einen Wert yon 1,38% an. Wie zu erwarten, nimmt im Rack- stand der Pepsin-Salzsitureverdauung sowie in der schwerlOslichen Zellmembran der t~ohfasergehalt betriiehtlich zu (8,97 bzw. 13,10%). Naeh T~ALER s enthglt diese Rohfaser aul3er Cellulose noeh Lignin uild Pentosane.

C h i t i n , Bin komplexes Polysaccharid, u. a. bei Pilzen, Fleehten und Bakterien nachgewiesen, nnterscheidet sich durch seinen N-Gehalt (etwa 6%)~ und seinen Glueosamlngehalt (etwa 86%) yon den fibrigen komplexen Polysaeehariden. Eine Untersuehung der isolierten Probe ergab einen'Gehalt yon 5,29% N,8,5% Kohlen- hydrat nach der Oreinmethode yon S61ZENS~-HA~GAARD ~, 86,4% Glucosamin bei Hydrolyse mi~ Salzs~ure naeh ELsosr und MOI~GAN 5. E i n Vergleich der Rohfaser mit den Chitinwerten zeigt, daft der Grol3teil der Rohfaser (64,12%) aus Chitin besteht, dem Bestandteil, der hier die Rolle der Cellulose im pflanzlichen Material zu iibernehmen seheint.

In ~ihnlicher Weise ist der Gehalt des: Myeels an L i g n i n , einem typisch pflanz- lichen Inkrustenmaterial, reeht gering. Immerbin entsprieht die gefundene Menge etwa dem'Gehalt der Zellmembran gut aufsehliegbarer Pflanzenprodukte an Lignin. Naeh RUB~E~ 6 enthiilt die Zellmembran z. B, bei Mohrrfiben 2,00%, bei Wirsing 1,66% Lignin. Die dureh Harnstoffextraktion des Mycels isolierte Zelhnembran (32,99% der Troekensubstanz) enth~lt bei einer im Gesamtmyeel vorhandenen Menge an Reinlignin yon 1,51% 4,71% Lignin, was mit dem bei Wirsing gefundenen Weft gut iibereinstimmt.

Gering ist ebenfalls der Anteil der Ce 11 u lo se an der Mycelmembran ; wie oben mitgeteilt, iibernimmt in der ,,Rohfaser" des My eels Chitin im wesentlichen" die Stelle der Cellulose, letztere finder sich bei Bakterien nach verschiedenen Unter- suchern ~ im allgemeinen nur in Azotobacter Xylinum. Die Summe aus dem Chitin- und dem Cellulosegehalt (5,39 %) ergibt in guter l~bereinstimmung den ffir l~ohfaser (5,49%) ermittelten Weft, so dab sich letztere im wesentlichen aus den beiden genannten Membranfraktionen aufbaut. F .v . W~TTSTEIN s hatte angenommen, dab die Membran der Pilze e n t w e d e r aus Chitin o d e r aus Cellulose sieh aufbaut, wghrend NAVEL 9 beide Substanzen nebeneinander in Pilzen fand, wie dies aueh beim Mycel der Fall ist. DaB jedoch Chitin bei typischen Myeelpilzen'vorherrscht,

K. F~LIx u. H. P~rnL: Zig. S. 485, Anm. 3. 2 j. K6mG: Zit. S. 491, Anm. 5. a H. THALER: Vorratspflege u. Lebensmi~telforseh. 1, 350 (1938).

M. S6RENSEN U. G. I-I~V~aI~ : Biochem. Z. ~60, 24~7 (1933). L. A. E~soN u, W. T. J. MOrGaN: Biochemical J. ~7, 182~ (1933). M. RU~NER: Ernghrung. t{~ndbuch der Lebensmittelehemie. Bd. I~ S. 1145 (vgl. bes.

S. 1173). Vgl. z. B. IV[. W. BEIJERINK: Zbl. Bakteriol., Parasi'tenkunde, Infektionskrankh., Abt. I I

4, 209 (1898). - - tI. ttIBBE~T: Canad. J. l~es., Sect. B 4, 372 (1931). - - J. B~s~ag u. tI. ~B- ~.RW: Daselbst ,10, 170 (1934).

s F.v. W ~ s ~ r : S.-B. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturwiss. KI., Abt. I 130, 1 (1921). K. NaB~r.: Arch. Mikrobiol. 10, 515 (1939).

~ber die chemische Zusammensetzung yon Zellstoffablauge-Mycel. 497

geht u. a, aus dem umgekehrten Befund yon M. SCH~IDT 1 hervor, wonaeh reine SproBpilze, wie Helen, kein oder mir ganz wenig Chitin enthalten.

Recht hoch ist indessen der Gehalt des Mycels an , ,Hemice l lu lo sen", einem, wie in der Einleitung dieses Abschnittes betont, sehr komplexen Stoffbegriff, der im wesentliehen leicht hydrolysierbare Hexosane und Pentosane umfaftt. Diese Fraktion schlieBt die Hauptmenge des Kohlenhydratanteils des Mycels in sich, Nach den Angaben verschiedener Autoren ~ ist das meiste des in Fleehten, Algen und Pilzen, darunter z. B. Aspergillus niger und Penicillium camembertii enthaltenen cellulose- ghnlichen Materials in Form yon Hemicellulosen vorliegend, da es beim Koehen mit AlkalihydroxydlSsung oder Natriumsulfid in LSsung geht oder - - bei der yon uns benutzten Methode - - d u r e h verdiinnte Minerals/~ure beim Kochen leieht in redu- zierende Zucker aufgespalten wird.

I ~ H e f e g u m m i , der sich im Mycel zu 2,64% findet, scheint in der isolierten Form ein Kohlenhydrat-Eiweift-Lipoidkomplex vorzuliegen. Nach GARZVmI-JA~KE a finder sich, wie schon betont, das Hefemannan im nattirlichen Material komplex an Eiweift- oder Lipoidfraktionen gebunden, ahnlich, wie dies v. PRZYLECKI und WILLS:rXTTE~ bei anderen Polymeren, z. B. bei Glykogensymplexen beobachteten. In Alkalien wird diese Eiweift-Lipoidbindung mehr oder minder rasch gelSst, es resultiert das freie Kohlenhydrat oder ein Zwischenprodukt. Die Untersuchung der v0n uns isolierten Hefegummifraktion zeigt, dab bier, entsprechend dem Stick- stoff- (N = 1,49%), Phosphor- (P --0,31%), Glucosamin- (1,15%)und Aschegehalt (2,2%) neben der Hauptmenge reduzierenden Zuckers (92,0%, nach der Orcin- methode bestimmt) rioch Teile der Eiweift- bzw. Lipoidfraktion enthalten sind. GA~ZVH-JA~KE land in alkalisch bereiteten Hefegummipr~paraten keinen P und N, in durch wgftriges Ausziehen dargestellten Praparaten 0,89--0,99 % N, 0,0S--0,09 % P, 1,00---1,18% Asche und S5,8---87% Kohlenhydrat.

Derselbe Autora gibt an, dab Pilze mit typisehem Mycel zur Produktion yon Mannan (Hefegummi) nicht bef~thigt seien, wghrend Sproftpilze, z. B. Saccharomyces und andere Helen, Mannan zu bilden verm6gen. Ein Befund, tier im Falle des Zel!stoffablaugemycels nicht zuzutreffen scheint.

Bei der Pepsin-Salzsgureverdauung in vitro ergab sich, dab mehr als die Hglfte des Troekengewichtes vom Mycel im unverdaulichen R~ickstand verbteiben, eine Beobachtung, die Frr~K~ auch an Here machte. Er land, daft Here schlecht assi- miliert wird und zu einem erheblichen Anteil in den Faeces erscheint.

7. Die I~ohlenhydrate des Myeels.

Prize, Hefen und Bakterien enthalten betr/~ehtliche Mengen an Kohlenhydraten. Nach 1)O:RTEI~ 6 betr/~gt der Gesamtgehalt an Kohlenhydraten bei Bakterien 12 bis 28%, bei Hefen 25--60% und bei Pilzen 8--40%. Zu ihnen gehSren z. ]3. in der Here St/~rke, G lykogen , Cel lulose , H e m i c e l l u l o s e n , Gummi u n d P e k t i n s t o f f e und vor allem Pen to sen, als wichtigster Vertreter dieser Zuckergruppe die Rib0se der Zellmembran a]s Bestandteil der Nucleoproteide, Nueleins&uren und ihre Abbauprodukte.

1 M. SCnMID~: Arch. Mikrobiol. 7, 24] (1936). • ~ A.W. DOSE u.R.W.NEIDIO: J. biol. Chemistry 9, 267 (1911). - - R . S. HILPERT, D.BEcKE~ U.W. ROSS]~E : Biochem. Z. ~$9, 179 (1937).

3 l~. GARZULI-'JANKE: Zit. S. 495, Anm. I. R. GA~zuLI-JA~:~: Zbl. Bakter. l I 102, 361 (1940).

5 C. FunK, W. G. LYItE u. D. 1VfcCASKEY: J. biol. Chemistry 27, 173 (1916). 6 j . R. PO~TE~: Zit. S. 482, Anm. 1. LebensmiStel, Bd. 89, l~ef~ 6. 35

498 J. Sc~o~#~L~a:

Ein Tell dieser K o h l e n h y d r a t e is~ un te r die F r a k t i one n der Ze l lmembran , i n - sonderhe i t un t e r die unverdau l ichen Antei le des Mycels zu rechnen und demgemM~ berei ts im vorhergehenden Absehn i t t der , , ]~a l las ts tof fe" besproehen worden, so Cellulose und , ,Hemicel lu losen" , Chit in und Hefegummi.

Qua l i t a t iven Reak t ionen zufolge enth~tlt das Myeel reiehliche Mengen an Kohlen / hyd ra t en . Die Reak~ion nach MOLISC~ mi t a-Naph~hol-Sehwefels~ure l iefert eine in tens iv v io le t t ro te F~rbung, die nach N]~VBE~ m i t Naph thoresore in eine s ta rk br~unl ich-rote Farbs toffausscheidung.

Die auf Ke tozucker weisende Resorc inprobe naeh SEL~W~OFF f~llt ziegelrot , doch wenig deut l ieh aus. Orcin-Schwefels~ure (To~zE)rs) fi trbt in tens iv rotorange. Alle ausgefi ihr ten g e a k t i o n e n wiesen auf reiehlichen Gehal t an K o h l e n h y d r a t e n hin.

Zur Auf te i lung der im Mycel en tha l t enen K o h l e n h y d r a t e in verschiedene F rak t io - nen wurde der Gehal t an Glykogen, an Glucosamin und an Gesamtzuekersubs tanzen , wie sie nach Hydro lyse mi t ve rd i inn te r Mineralsi iure sowie dureh die Orc in -Reak t ion erfaBt w e r d e n kSnnen, e rmi t te l t .

W i e schon erw~hnt, bes teh t der Haup t t e i l des in P i l z e n ' e n t h a l t e n e n cellulose- ~hnl iehen Mater ia ls aus Hemicellulosen, die bei saurer Hydro lyse in Zueker i iber- gehen und deren Reduk t ionswi rkung zur ana ly t i sehen Erfassung herangezogen wurde . Deshalb sollen sie, g M c h den anderen K o h l e n h y d r a t e n der Ze l lmembran , auch an dieser Stelle zu Vergleiehszweeken noch e inmal in der folgenden Tabel le aufgeftihr~ werden.

Tabelle7. G e h a l t v e r s c h i e d e n e r M y c e l f r a k t i o n e n a n K o h l e n h y d r a t e n .

Kohlenhlydrat f r ~ktion

Zucker nach SSREZ~SE~ . . . . . . . Reduzierender Zucker (,,I-Iemiee]lulosen") G]ykogen . . . . . . . . . . . . . Glucosamin . . . . . : . . . . . . I-Ielegummi . . . . . . . . . . . . Chitin . . . . . . . . . . . . . . . Cellulose . . . . . . . . . . . . . .

_ Gehalti

~fycel tier Pepsin- membran eiweil~

% I % 70 % . 26,0 38,0 16,35 26,03 5,07 6,5 8,9 2,64 3,52 1,87

bedeutet: Analysen wurden nicht durchgefiihrt. -

Aceton- f~llung

%

59,0 11,0 23,0 37,78 5,66 - -

Die Bestimmung des reduzierenden Zackers (,,]=[emicellulosen") erlolg~e durch 5stiindiges Erhitzen der Substanz mit 2%iger S~lzs~ure auf ]00°C und Untersuchung des ]z[ydrolysates nach BEI~T~aAND. Berechnet wurde auf Glucose (vgl. W~Ks~A,~) t. Ce]]ul0se, Chitin und ]-[efe- gummi wurden nach den bei Besprechung der ,,Ballaststo~fe" mitgeteilten Verfahren ermittelt. ]~ie Glykogenbestimmung erfolgte nach E. PFLi~GEn 2 mit a.nsehlleBender Inversion des isolierten Glykogens und Bestimmung als Glucose nach B~RT~A~D, die des Glucosamins colorimetrisch naeh ELSON und Mon~Az~ 8. Zur Kohlenhydratbestimmung (Gesamtzuekerbestimmung) diente das, Verfahren voh SSg]~sEx und YIAUGAAaI) 4, beruhend auf der F~rbung einer ZuckerlSsung mit Orcin-Schwefe]sgm'e. Niihere Kennzeichnung der einzelnen Kohlenhydratfrakti0nen erfolgte durch Aufste]lung der Verh~ltniszahlkurven (Messung der Farbreaktion mit Filter S 53 und S 43 im Stufenphotometer).

1 S. A. WAKS~A~: Zit. S. 495, Anm. 8. 2 E. P~ffGE~: Pfliigers Arch. 114, 231 (1906). s L. A. ELSO~ u. W. T. J. Mo~A~: Zit; S. 496, Anna. 5. 4 ~ . S6R~NSE~ u. G. ]~L~vGA-ARD : Zit. S. 496, Anm. 4.

Uber die chemische Zusa, mmensetzung yon ZellsLoff~bl~uge-Mycel. 499

Wie bereits frtiher erw~thnt, besteht dig Hauptmenge der Kohlenhydrate aus den dutch verdflnnte S~ure Ieicht hydrolysierbaren Kohlenhydraten, den Hemi. ce]lulosen, wie sie dutch die Bestimmung der reduzierenden Zucker nach BElZ~I~A~D oder nach dem Orcin-Verfahren yon SSt~E~SE~ erfaSt werden kSnnen. Die U m - rechnung bzw. Messung a]s Glucose hat nut bedingte, zusammenfassende Berechti-

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15 20 ~5 min JO

Abb. 2~ Verh~ltniszahlkurven nach SSRENSmN. E1 = S 53/30 ram, ]~2 -- S 43110 ram. Einwaage 0,2 mg Kohlenhydr~t . Keaktions~emperatur 80 ° C. ~fessung nach 5- -30 ~linuten.

5

8 8 7 9

gung, da neben Glucose urid anderen Hexosen in beiden Fallen Pentosen, ~or allem Ribose und Aminozucker, wie Glueosamin, mitbestimmt werden und insbesondere die Ribose, wie erwghnt, als Bestandtei] der reichlieh v0rhandenen Nucleoproteide bzw. NucIeinsguren in die vereinfachte Berechnung rnit eingeht. Zum Vergleich

.wurde der ]eicht ~lydrolysierbare Kohlenhydratanteil einmal nach Hydrolyse mit verdtinnter Salzsgure (WAKsMAN), aul~erdem nach Hydrolyse mit 42 %iger Salzsgure (¥VIImSTXTTm~) bestimlnt. Beide Verfahren ]ieferten gut flbereinstimmende Wel, te; Zucker nach S61~E~s~ (Orcinmethode) 26 % (verdiinnte HC1) bzw. 27 % (42 % ige HC1).

35*

500 J. S c ~ o ~ :

Die im ursprfingtichen Mycel enthaltenen, reichlichen Mengen an leicht hydro- lysierbaren Kohlenhydraten (,,Hemicellulosen") sind bemerkenswert widerstancls- f~ihig gegen verdauende Einflfisse, sie finden sich stark angereichert" im Rfickstand der Pepsin-Salzs~ureverdauuhg sowie in der schwer 16slichen Zellmembran, ein Teil yon ihnen geht allerdings in die resorbierbare Fraktion fiber, wie der betr~ichtliche Kohlenhydratanteil im Extrakteiweift und in der Acetonfiillung zeigt.

Aus den zur n~heren Kennzeiehnung der hydrolysierbaren Anteile aufgestellten Verhiiltniszahlkurven (Abb. 2) ergibt sich folgendes: Um quantitativ vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, wurde in allen F/illcn dutch Co]orimetrie nach SSI~EZ~SE~ zun~ehst der Gehalt an oreinpositiven Zuckeranteilen in den einzelnen Fraktionen ermittelt und im Anschluft daran ffir die Aufstellung der K~rven jeweils cine 0,2 mg Zucker en~sprechend~ Menge der verschiedenen Mycelfraktionen eingewogen.

Der Kurvenverlauf der als Testsubstanzen gemessenen Zucker Glucose, Mannose und Arabinose entsprach den yon S~E~SEZ~ angcgebenen Werten. In allen F~llen, mit Ausnahme des Hefegummis liegen die Kurvcn fiber der fiir Glucose ermittelten und n~hern sieh den Kurven der Msnnose und der Arabinose, was darauf hinweist, daft verschiedene Fraktionen, besonders Acetonf~llung, Extrakteiweift und der Rfickstand der Pepsinverdauung reich an Pentosen bzw. an Mannose sind.

Freie reduzierende Zucker linden sich, in ~bereinstimmung mit Beobachtungen an Bierhefe 1, im Mycel nicht. Das Mycel liefert ohne Inversion keine l%eaktion mit FEHLI~Gscher L6sung nach BE~T~AZ~D, auch l~ssen sich durch mehrmalige Behand- lung mit warmem und kaltem Wasser keine Zucker oder Kohlenhydratkomponenten extrahieren. Wie bei Bespreehung der Phosphorfraktionen bereits bemerkt, steht damit im Einklang das Fehlen yon Zwischenstufen des Kohlcnhydratabbaus im Mycel, wie z. B. yon Triose-oder Argininphosphors~ure.

Der Gehalt an Glykogen yon 5,07% deutet darauf hin, daft das untersuchte Mycel bei der Lagerung; insbesondere jedoch bei der Trocknung eine gewisse Alterung erfahren hat; VOGEL 1 gibt iibereinstimmend damit an, daft der Glykogengehalt bei Bierhefen bis zu 40% betragen und bei alten oder lunge lagernden' Hefen fast ganz helfen kann.

Der Gtueosamingehalt, als M~ft bzw. als Hinweis auf Chitin, auf Glykoproteide yon der Art der Mucine oder des Eieralbumins oder auf Spaltprodukte der Glyko- proteide (Chondroitin- bzw. Mucoitinschwefels~ture), un'terliegt in den einzelnen Fraktionen betr~tchtlichen Schwankungen. Er ist besonders hoch in der Zellmembran- fraktion (10,3%) und im t~iickstand der Pepsinverdauung (8,9%). Daft Zellriick- st~nde yon Autolysaten bei Hefe Glueosamin enthalten, geht aus einer Mitteilung v o n M E I S E I # H E I M E I ~ 2 hervor, der in derartigen Rfickst~tnden Glucosamin zu etwa 0,15% der Trock~nsubstanz als Chlorhydrat isolieren konnte. Der Gehalt im ur- sprfinglichen Mycel deutet darauf hin, dab dessert pastenartige, viscose Struktur wahrscheinlich zum groften Teil auf die Anwesenheit mucinartiger Substanzen zuriickzuffihren ist, die ja reich an Glueosamin sind.

D i e (ibrigen Kohlenhydratfraktionen treten gegenfiber der Menge an leicht hydrolysierbaren Kohlenhydraten in den Hintergrund. Ihre Bedeutung und ihre Rolle im Rahmen der Zellmembran wurde dort eingehender besprochen.

Jl Y[. VOOEL: Die Techn~ der Bierhefeverwertung. Stuttgart: F. Enke (1939). 2 j . M~ISEZ~IZ~E~: Zig. S. 486, Anm. 1.

~ber die c:hemische Zusammensetzung yon Zellstoff~blauge-Myce]. 501

8. Nueleine, Nucleins~iuren (Purin-Nucleotide), Purin-Nucleoside, Gesamt-Purine, Guanin, Adenin.

Unter den am Aufbau biosynthetischer Eiweil3stoffe beteiligten Komplexen nimmt die sog. , ,Purinfraktion" eine wiehtige Stelle'ein, da den Purink6rpern -con manchen Autoren tin ungfinstiger Einflul~ auf verschiedene Stoffwechselvorg~inge zugesehr ieben wird und die F rage nach der unbedenkl ichen Verabre ichung gr613erer Mengen pur inha l t ige r Eiweil~stoffe als Nahrungsmi t t e l in engem Zusammenhang mi t deren Gehal t an Pur insubs tanzen steht .

I-Iefen gel ten als besonders reich an Nuclein- bzw. Pur ink6rpern . So fanden FELIX und PENDL 1 in Sulf i tublaugehefe 1% Pur in-St icks tof f , der z. T. n ich t an Eiweil~ gebunden schien und naeh den Au to ren 13,5% des Gesamts t icks tof f s aus- macht . DECKE~ u n d D m ~ ~ geben ffir Fu t t e r - und Biiekerhefen einen G e s a m t : P u r i n - N - G e h a l t -con 0,75%, gleich 8,7% des Gesamts t icks tof fs an. Vergleichsweise Ski aus den Un te r suchungen yon BEssAu, FELLENBEI~G 3 sowie yon DI~R und DECKEE4 mi tge te i l t , dal~ Muskelfleisch ve to Rind 0,206---0,450, desgl. ~om Ka lb 0 ,466, Hfihnerei 0,014, Roggen 0,063, gelbe Erbsen 0,103, Kar to f fe ln 0 , 0 5 9 , ' K o h l a r t e n 0,175--0,494, Pilze 0 ,124--0 ,367% Pur in in der Trockensubs tanz e n t h a l t e n .

Da fiber Myeelprote ine noch keine ni~heren Angaben hins icht l ich der Nuclein- und P u r i n k o m p o n e n t e n voriiegen, wurden das G e s a m t m y c e l sowie die mehrmals genann ten Mycelfrak~ionen auf ihren Gehal t an Pur in -Nuc leo t iden (Nucleinsauren), Pur in-Nucleos iden, Gesamt -Pur inen , Guanin und Adenin untersucht .

Die Ergebnisse s ind in folgender T a b e 11e zusammenges te l l t , gleichzeit ig wurde hier noeh e inmal der Gehal t der versehiedenen F ra k t i one n an Nue leopro te id -N zum Vergleich f ibernommen.

Tabelle 8. G e h a l t v e r s c h i e d e n e r M y c e l i r a k t i o n e n an P u r i n k S r p e r n .

Fraktion

Nucleoproteid-N . . . . . . . . . . Ges~mt-Purin-N . . . . . . . . . . Purin-Nucleotid-N (Nucleins~ure-N) . . ]?urin-Nucleid-N . . . . . . . . . . . . Purin-Nucleosid-N -~ freie Purine

-~ Nucleins~ure-Purin-N . . . . . Gu~nin-N . . . . . . . . . . . . . Adenln-N . . . . . . . . . . . . . Nucleinsi~ure-N in Prozent des

Gesamt-Purin-N . . . . . . . . . Gesamt-Purin-N : Guanin-N .....

Gesamt-Purin-N in Prozent des Gesamt-N ...... : .....

Gesamt-Purin-N : Nichteiweflt-N (Rest-N) . . . . . . . . . . . .

l~Iycel (Gesamt)

0,059 % 0,67% 0,30% 0,25%

0,37% 0,54% 0,13%

44,78 % 1 : 0,81

8,11%

1 : 5,3

Oehalt in tier Trockensubstanz

1Uickstaad Zell- der Pepsin- membran Verdauung

0 0,067 % 0,067 % 0,31% 0,013 % 0,056 % 0,034% 0,06% I

0,054 % 0,254 % 0,041% 0,24 % 0,025 % 0,06 %

19,40 % 18,07 % 1 : 0,61 1 : 0,77

0,93% 9,48%

1 : 0,9 I : 2,2

Extrakt- eiwei~

0,58 % 0,63% 0;060 % 0,158 %

0,570% 0,56% 0,07%

9,52% 1 : 0,89

7,59 %

1 : 0 , 5

Aceton- fiilldng

0 2,79% 0,81% 0,404 %

i,98% 2,48% 0,30 %

29,03 % 1 : 0,89

32,75%

1 : 0,9

1 K. FELIX u. l=[. PENDL: Zit. S. 485, Anm. 3. 2 K. DI~a u. P. D~eKEg: Zit. S. 484, A_am. 4. s G. BESSAU U. J. SC~MID : Therapeut, M:h. 24, 116 (1910) . - TH. v. FELLE~BERG: Biochem.

Z. 88, 323 (1918). 4 Vgl. C. OPPENhEImEr: ~andbuch der Biochemiq. 2. Aufl: Bd. I, S. 319. Jena: G. Fischer

(1923). - - K. DIR~ u. P. DEe~=ER: Zit. S. 486, Anm.2.

502 J. S C ~ O ~ L L ~ :

Die Bestimmung der Nueleotide erfolgte naeh KER~ und ]~LISIt 1, die der Gesamtpurine nach G~AFF und M-AC~nLA ~, die yon Adenin und Guanin naeh JeeP,s 8, wobei die Verbesserungen yon EDLBACHER und JVCKER 4 bZW. yon P~HAM5 berficksieht!gt wurden. Der Gehalt an Purin- Nucleosid-N ~-freien Purinen-~ Nueleinsaure-Purin-N wurde als Dffferenz zwischen dem Gesamt-Purin-N und dem Purin-Nucle0tid-N errechnet. Die Bestimmung des Purin-Nueleo- sid-N ~ freiem Purin-N nach K ] ~ und BLISH sowie der Gesamtpurine nach G~AFF und MACULLA lieferte in manehen Fallen viel zu hohe Werte, ein Umstand, den BARREI~SCHEEN und PE~A~ bei der Untersuehung gewisser tierischer Organe gleichfalls beobachtet hatten ~. So ergab sieh z. B. ffir den Gesamt-Puringehalt des ]V[yce]s naeh G~FF und MAeULLA ein Wert yon 0,81, nach der Methode yon EDL~AeH~ ein soleher yon 0,67 % Purin-N. Ganz unbrauchbar wardas Ver- fahren' yon K~RR zur Bestimmung des Purin-Nucleosid-~ + freien Purin-N, der erhaItene unrichtige Wert yon 2,10 % lag welt fiber dem nach P E ~ gefundenen (0,25 %).

Was den Gesamt-Puringehal t des Mycels anlangt , so liegt er, wie aueh sein prozentualer Anteil am Gesamtst ickstoff , an der unteren Grenze des yon DIR~ und D]~CK]~R ~ f fir B&cker- und Fut terhefen angegebenen Wertes, so dab das untersuehte Myeel hinsichtlich seines Gehaltes an Purinsubstanzen den Hefen etwa gleich- zusetzen ist . Bei der peptischen Verdauung geht fast der gesamte Purinstiekstoff in den verdaulichen Anteil fiber. Er findet sich dementsprechend zum Grol~teil im ]Ssliehen ExtrakteiweiS vor. Der im , ,Nuclein"-Riickstand verblelbende gering- ffigige Rest des Pur in-N entsprieht der vorhandenen Menge NiehteiweilL (Rest-) Stickstoff.

E twa die H~lfte des Purinstiekstoffs vom Gesamtmyeel t r i t t in der sehwer lSs- lichen Zellmembran auf und maeht dort ann~hernd 50% des Reststickstoffes aus. In der Acetonfraktion, die ja auch zum !eichtverdaulichen Anteit des Mycels zu reehnen ist, finder sich eine betr~tchtliche Menge an Purinsubstanzen (32% des Gesamt-N), die insgesamt als NiehteiweiB-Stickstoff zu bet rachten sind, also in freier, nicht gebunde~er F o r m vorl iegen.

I m Gesamtmyce], der Zellmembran und dem ]Sslichen Extraktdiweil3 ist der prozentuale Anteil des Purin-N am Gesamtstiekstoff nahezu gleich. D~raus geht hervor, dab bei der Aufteilung des Mycels in die beiden erw~hnten Frakt ionen au f chemischem Wege hinsichtlich des Purin-Proteinverh~ltnisses keine tiefgreifende Ver~nderung stattf indet, w~tl~rend der betrachtliehe Reststiekstoffgehalt und damit auch derGehalt an 15sliehenPurinsubstanzen bis auf einen ~eringenRest extrahier t ist.

Der Anteil des Nucleins~ure-Purins am Gesamtpurin ist in, den untersuchten Mycelfraktionen am hSchsten beim Gesamtmycel und macht dort fast die Halfte des Gesamtpurin-N aus. In der , ,Nuclein"- und Zel lmembranfrakt ion sinkt er auf etwa die H~lfte im Extrakteiweil~ auf etwa ein Viertel des ursprfinglichen Gehaltes, womit erwiesen ist, dab diese/als Zwischenglied zwischen den Nucleoproteiden und den Abbauproduk ten der Nueleotide anzusehende Nucleins~ure-Purin-Fraktion recht ]abil und ]eicht angreifbar im Mycei vorliegt. Wie ja z. B. ,,i~ucmm naen v. P~ZYL~CKX s ein Begriff ffir Stoffe ist, die sehr verschiedene Nucleins~ure-Protein- Verh~tltnisse aufweisen so da~ verschiedene Methoden verschiedene , ,Nucleine" aus dem gleiehen Ausgangsmaterial ]iefern.

1 S. E. I~Rt~ u. M. E. BLIStt: J. biol. Chemistry 98, 193 (1932). S. G~FF U. A. ~ou~r .~: J. biol. Chemistry 110, 71 (1935). E: J o ~ s : Biochemical J. ~8, 2097 (1934). S. E D ~ c ~ u. P. J v c K ~ : Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. ~49, 78 (1936). A. P E ~ : Mikroehim. Aeta (Wien) ~, 65 (1937). H. K. B~AnnE~SC~E~ u. A. PEHn~: ]=[oppe-Seylers Z.' physibl. Chem. ~ , 88 (1941). K. D ~ u. P. D~,cKE~: Zit. S. 484, Anm. 4.

S ST. V. PRZYLECKI, S. FRAJBERGEP~ U. W. GIED~O¥]~: Biochem. Z. ~66, 107 (1933).

~ber die ehemische Zusammensetzung yon Zellstoffablauge-Mycel. 503

Guanin und Adenin als Bestandteile yon Nueleoproteiden bzw. NueMnsubstanzen sind in Mikroorganismen mehrfach naohgewiesen worden. So land Lo~o 1 in der NueMnsgure (Tuberkulinsgure) veto Tbc.-Bacillus Guanin und Adenin, nicht aber Xanthin und Hypoxanthin, BolVaI~ 2 in Verschiedenen Bakterien a]s Purinbase das Adenin zu etwa 63---70% der ]3asen als dominierend, Parine in allen untersuchten Mikroorganismen vorkommend. Das Nucleoprotein yon Bacillus anthracis ]iefert gleiehfalls bei Hydrolyse Adenin und Guanina°

Bei der Bestimmung der Nueleinsgure-Purine Adenin und Guanin im Myeel ergibt sieh, dab in allen untersuehten Fraktionen der Anteil des Guanins tiberwiegt. I m Gesamtmyeel sind etwa vier Fiinftel des Purinstiekstoffes dem Guanin, ein Fiinftel dem Adenin zuzureehnen. Am Aufbau der Myeel-Nueleotide ist demgemgl3 vorz~gsweise das Guanin beteiligt, wghrend BA~E~SC~]~EN und P~I-~H 4 bei quer- gestreifter Muskulatur nmgekehrte Verhgttnisse fanden: Dieser im Gesamtmycel festgestellte Aufbau der Nueleotide gndert sieh aueh bei der schwer 16sliehen Zell- membran nieht wesentlieh. Bei de r 'naeh Pepsin-Salzsgureverdauung anfallenden , ,Nuelein"-Fraktion tr i t t eine Versehiebung zugunsten des Adenins ein, w~hrend bei ExtrakteiweiB und in der Aeetonfgllung gegenfiber dem Gesamtmyeel eine wesentliehe Zunahme des Guaningehaltes festzustellen ist. Danaeh geht bei der Verdaunng vorzugsweise das Purin Guanin in den resorbierbaren Anteil des Myeels gber.

Naeh J A v I ~ I ~ 5 ist yon besonderer physiologiseher Bedeutung der Quotient Nuelein-P

., der bier im Zusammenhang mit den Nueleinsubstanzen kurz gestreift sei.

Er lgBg naeh den Autoren Sehltisse auf das Verhgltnis Kernsubstanz : Cytoplasma zu und errechnet sieh aus den frtiher mitgeteilten Werten f t i r ,,Nuelein"-P = 0,21 (Gesamt-P in der }nit Pepsin-HC1 verdauten ,,Nuelein"-Fraktion) und ffir Lipoid-P

0,21 = 0~80 zu = 0,26.

0,8O Der erhaltene Wert liegt in der G)Sgenordnung, wie ihn z. B. JAVILLI~ und

Mitarbeiter G im Gewebe der weiBen Maus zu 0,46 bei erhebliehen Sehwankungen fanden.

Als Muttersubstanz versehiedener bier untersuehter 'Purinfraktionen sind zweifellos die N u e l e o p r o t e i d e aufzufassen, deren ehemisehe Kennzeiehnung bereits im Absehnitt~ , ,Phosphorfraktionen" kurz er folgte .

Unter ,,Nueleoproteiden" sind eine Reihe yon Stoffen zusammenzufassen, bei denen naeh P~ZYLECKI 7 nieht nut, die st6ehiometrisehen Verh~ltnisse, sondern aueh die Natur der Komponenten sehr versehieden ist. Diese Untersehiede treten zweifellos ganz besonders dann in Erseheinung, wenn - - wie in unse~rem Palle - - bei der Aufteilung in Versehiedene Fraktionen eine Reihe neuer Proteinsymplexe sieh bildet. Dabei ist zu bertieksiehtigen, dab z. B. auBer in der Nueleins~ure- komponente auch im Protein, in zahlreiehen Beimengungen oder in andereh an- we~senden Substanzen Phosphor vorhanden sein und damit der Quotient N : P nieht allgemein zu einem quanti tat iven MaB ftir die Protein-Nueleins~ureverh~ltnisse des Nueleoproteids gemaeht werden kann. Dennoeh ist bemerkenswert und auf

1 N. 1~. Lo~e: Amer. 1gev. Tbe. 4, 842 (1921). 20 . Bo~v~r~ u. T. M~s~o~EA~u: Arch. roum. path. exper, mierobiol. ~, 95 (1934).

1%. FE~a~D~: Amer. Asset: quire. Argentina ~I~, 93 (1935); 2g, 1813 (1937). H.,K. B ~ s e ~ u. A. PEm~: Zit. S. 502, Anm. 6.

a M. J~v~niE~ u. It. A ~ m v . : Zit. S. ~93, Anna. 1. M. J~tVIL~IE~, N. ALLaI~ U. S. ROUSSEAU: C. r. Aead. Sci. 184, 1351 (1927). Sw. v. Pez:f~e~i: Biochem. Z. 264, 334 (1933~.

504 g. SCltOr~OLLER: Uber die chemische Zusammenseteung yon Zellstoffablauge-~{ycel.

das VoHiegen weitgehend gleichartig aufgebauter Protein-Nucleinsgurekomplexe, damit auch konstant zusammengesetzter Nucleoproteide weisend, wenn in dem aus den verschiedenen Myeelfraktionen analysierten Nucleoproteid das Verhaltnis P : N mit grol3er, bemerkenswerter Konstanz den Wert yon etwa 1 : 5 zeigt.

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

Das untersuehte Zellstoffablaugemycel bestand in der Hauptsache aus Oidium lactis, daneben aus Helen nicht feststellbarer Art. Zur Ermittlung der chemischen Zusammensetznng wurde das Gesamtmycel sowie eine Reihe verschiedener, aus ihm hergestellter Fraktionen auf ihren Gehalt an Stickstoff- (Eiweil3-), Lipoid-, Phosphor-, Zellmembran- (Rohfaser-), Kohlenhydrat- und Nuclein- (Purin-) Substanzen unter- sucht und jede dieser Fraktionen weitgehend unterteilt.

Die S t i c k s t o f f s u b s t a n z als bioJogisch wichtigste Fraktion enth~lt betracht- tiche Mengen, und zwar etwa die H~tlf~e des Gesamtstickstoffs an niedermolekularen Nichteiwei13verbindungen (42,74%). Veto Rohprotein des Mycels werden etwa 85%, vom Gesamtmycel etwa 38% durch Pepsin bzw. Trypsin in vitro verdaut, so dab die Verdaulichkeit der Sticks~offsubstanz als ausgezeichnet gelten kann. Der tats/~chliche Gehalt des Mycels an ReineiweiB betr~gt nut etwa 28 %, bei Be- rtieksichtigung des im ReineiweiB tiblieher Bestimmung enthaltenen Purin- und Lipoidstickstoffs sogar nur etwa 25%. R o h f e t t - und P h o s p h a t i d g e h a l t des Mycels (4,1t .bzw. 3,20%) liegen an der unteien Grenze der far Here gefundenen Werte, desgleichen ist der P h o s p h o r g e h a l t (1,3%), verglichen mit dem yon Hefen verschiedener Herkunft, bemerkenswert niedrig. Die Hauptmenge des Phosphors (0,98%) liegt als .saurel6sliche Fraktion vor, @n e eingehende Unter- teilung in die wichtigsten Fraktionen wurde vorgenommen. Durch Pepsinverdauung wird die Hauptmenge des Phosphors: mobilisiert und in LOsung gebracht. Nicht 16sliche Anteile sind vor allem in der Phosphor-Prote.idfraktion gebunden. Die nicht verdauliche Substanz der , , Z e l l m e m b r a n " (etwa 60%) besteht im wesentlichen aus ,,Hemicellulosen", daneben wurden in ihr quantitativ Chitin, Lignin, Cellulose und Hefegummi bestimmt. Die R o h f a s e r des Myeels (5,49%) se~zt sich den Versuchen zufoige vorzugsweise aus Chitin, daneben aus Cellulose zusammen. Mengenm/~Big liegt der Gehal t des Mycels an Rohfaser, verglichen mit dem der Helen, reichlich hoch. Die K o h l e n h y d r a t e des Mycels bestehen in der Haupt- sache aus mit verdtinnter Minerals~ure zu reduzierenden Hexosen bzw. Pentosen hydrolysierbaren ,,Hemicellulosen" (etwa 17%), daneben aus Glykogen und Glucos- amin. Die ,,Hemicellulosen" sind gegen Pepsinverd'~uung bemerkenswert wider- standsfahig und finden sieh stark angereichert im unverdauliehen ;,Nuclein"-Anteil des Mycels wieder. Der P u r i n s t i c k s t o f f (0,67%) urafal3t eine Reihe yon Unter- fraktionen, die eingehend analysiert wurden; yon ihnen beansprucht der NucMn- s~ure-Stickstoff fast die Halfte des gesamten Pnrin-Stickstoffs. Der Gesamt-Purin- Stickstoff des Mycelso ]iegt unter den ftir Hefen in der Literatur mitgeteilten Werten ; er wird bei der Pe psinverdauung in vitro praktisch voltst~tndig au sdem Mycel herausgblgst.

Das untersuchte Mycel afls Zellstoffablaugen weist hinsichtlich seiner chemisehen Zusammensetzun'g weitgehende 24hnlichkeit mit demjenigen yon Hefen auf. Ledig- lich im hSheren Gehalt an niedermolekularen Stickstoffsubstanzen und gleieh- laufend damit im verminderten Gehal t an Reineiweil3, im gesteigerten Rohfaser- anteil sowie im niedrigen Phosphor- und Puringehalt unterscheidet sich das unter- suchte Myeel yon Hefen durehschnit~licher Zusammensetzung. GMch Hefen weist das Mycel ei'nen hohen, dutch Pepsin-Salzs~ure nieht verdauliehen, im KOrper unverwertbaren Anteil auf, der etwa 60% der Myeeltroekensubstanz ausmacht.

F. K~EE~E~EE U. G. KAEss : Uber die Ver~nderungen gefrorener Erdbeeren. 505

FI~K und HOCK ~ hatten, in Wachstumsversuehen die bioehemisehe :4hniichkeit dieser beiden Proteintr~ger wahrscheinli'ch gemacht. Versuehe, ~ diese, "4hnliehkeit bzw. die biologisehe Gleichwertigkeit yon Here und Mycel fiber die vorstehend mit- geteilten chemisehen Untersuehungen hinaus dutch Ermit~lung des Aminosiiure- gehaltes yon Helen nnd Mycelprodukten zu stiitzen, sind im Gange.

Die vorliegende Arbeit wurde yore Forsehungsbeirat der Zentralverwaltung Ifir das Gesundheitswesen durch Gewi~hrung eines Fonds gef6rdert, woffir aueh an dieser Stelle "¢erbindlieh gedankt sei. Herr W. L i 2 ~ s unterstfitzte mieh,bei der Durehffihrung zahlreieher Analysen in ausgezeiehneter Weise.

Uber die Ver~inderungen gefrorener Erdbeeren und Pfirsiche bei verschiedener Sauerstoff-Konzentration.

Von ~IEDRICH KIERMEIEI{ lind GEORG KAESS.

Mi~teilung aus dem Ins~it.ut ffir Lebensmi~tel technologie, Mfinchen. (Eingegangen am 15. September 19d8.)

Wird Obst bei Gefrierte~perature~ liingere Zeit ge]agert, so treten Ver~nde- rungen im Gesehmack, Gerueh, in der Farbe und der Konsis~enz auf 2. Sieht man yon den durch den Frost bedingten Veri~nderungen ab, so kommen °als Ursaehe ffir die sinnesphysiologiseh wahrnehmbaren Lagerver~tnderungen entweder der Luft- sauerstoff oder die in jedem Obst vorhandenen Fermente in Betracht. Obwohl die Zahl der mSglichen IJmsetzungen aueh im gefrorenen Zustand eines Lebensmittels sehr.grol3 sein kann, hat man sich fiberwiegend nut tiber das Schiel~sal der Vitamine und in neuerer Zeit noch fiber die zur Melanoidinbildung ffihrenden Vorg~nge zu orientieren versucht, weil sich diese Ver~nderungen verh~ltnismi~l~ig leicht nach- weisen lassen. Man kann sieh dM~er des Eindruekes nieht erwehren, dal3 unsere bisherigen Erkenntnisse tiber die Lagerveriinderungen gefrorenen Obstes sehr ein- seitig sind. Es schien daher angebracht, sieh einmM einen Einbliek fiber den Einflul3 des Luftsauerstoffes zu verschaffen, um dadurch gleichzeitig Anhaltsi0unkte ffir die Ge~taltung einer Gefrierpackung z u erhMten. Dies ist abet nur m6glich, wenn entweder der SauerstoffgehMt der Lageratm0sl0h~re verringert oder durch Kohlen- dioxyd ersetzt wird. Beide Wage slnd in der vorliegenden Untersuchung begangen worden.

Bei sinnesphysiologischen Prtifungen gefrorener Frfichte treten bei Erdbeeren oft ranzige und bei Pfirsiehen tranige Gerfiche auf. ~ Es lag daher nahe, anzunehmen, dal3 Ver~nderungen der Lipoide mal~geblich an der Qualit~tsversehlechterung beteiligt sein k6nnten. Zun~tehst scheint das unwahrscheinlieh zu sein, denn der Fettgehalt (Petrolii therextrakt)betr~gt nach unser~n Untersuchungen bei Erdbeeren nut 0,91% und bei Pfirsiehen sogar nur 0,13%. Man ist geneigt anzunehmen, dal~ solche geringe Mengen den Gerueh und Gesehmack der Lebensmittel nlcht ma~- geblieh zu beeinflussen verm6gen, jedoeh ist aus der Chemie der Fettveri~nderungen bekannt a, dal3 Zersetzungsstoffe wie Methylketone und niedere Fetts~uren noeh in

I-I: ~"I~K u.A. HOCK: Z. Naturforsch. 26, ]87 (1947); Brauwelt 1948, S. 99. K. PAEc~: Die Gefrierkonservierung yon Gemiise, Obst und Fruchts~ften. Berlin: P. Parey

1945. - - Vgl. hierzuz. B. 1%. H]~Iss u. Mit~rbeiter: Fortschritte der Lebensmittelforschung. S. 103. Dresden u. Leipzig: Th. Steinkopff 1942.

3 F. K I E ~ : Fette u. Seifen 47, 99 (1940).