58 W. D i e m a i r ,

werden, Rechnung tragen. Es miissen besonders diejenigen Merkmale bevorzugt bewertet werden, die die Eignung als Austausch fiir Frischei bedingen.

Es wurde eine reproduzierbare Methode zur Sinnenpriifung eingeffihrt und vor- geschlagen, diese Untersuchung nach einem Punktsystem auszufiihren, bei dem sowohl Gerueh und Geschmack als auch die Verwendungsm6glichkeit an Stelle yon Frischei gepriift werden kann.

Far die Prfifung des Wiederaufl6sungsverm6gens wurden Methoden" meist physikalischer Art beschrieben.

Die fiir die Priifung auf Qualit~itsminderung brauchbaren ehemischen Methoden wurden angegeben und das Ergebnis der Untersuehungen mitgeteilt.

Vereinfachte Enzymreaktionen zur Beurtei lung von Trockengemiise.

Von

W. D i e m a i r .

M i t t e i l u n g aus d e m U n i v e r s i t i i t s - I n s t i t u t ff ir L e b e n s m i t t e l c h e m i e , F r a h k f u r t a. Main.

Mit 1 Textabbildung.

(Eingegangen am z 7. April I947. )

Bei der Gemtisetrocknung ist es zur Erzielung hochwertiger und dutch gute Haltbarkeit ausgezeichneter Erzeugnisse fast immer notwendig, das zu trocknende Gut einer Vorbehandlung dutch kurzfristiges Aufkochen (t~.lanchieren) oder D~mpfen zu unterwerfen'. Diese Vorbehandlung entspricht, wie langj~hrige Erfahrungen zeigen, einem teehnischen Bedfirfnis, und die bisweilen yon den verschiedensten Stellen angestrebte Trocknung, ohne vorangegangenes Blanchieren oder D~mpfen, scheint nicht den erwarteten Erfolg zu haben.

Wenn die frfiher hergestellten Trockenerzeugnisse nur von zweitrangiger Qualit~t waren, so lag dies weniger daran, dab diese Vorbehandlung vielfach unterlassen wurde, sondern vielmehr an der schonungslosen Troeknung. Dank der st~ndigen Verbesserung neuzeitlicher Trocknungsanlagen ist man heute in der Lage, Trockenerzeugnisse herzuste]len, die geschmaeklieh und in Bezug auf ihren ealorischen N~hrwert den frischen Gemiisen sch0 n recht nahekommen, so dab solche Trockenerzeugnisse auch in Zukunit eine~erhebliche Bedeutung haben werden.

Die Vorbehandlung stellt eine hygienische und zugleich konserventechnisehe MaBnahme (Volumenverringerung) dar, bei der auch die Enzymstoife abget6tet werden. Eine andere MaBnahme zur Vernichtung der die Haltbarkeit und die Lager- festigkeit ungfinstig beeinflussenden Enzyme ist nicht bekannt. Nachteilig ist hierbei allerdings der durch die Auslaugung bedingte Verlust wichtiger wasserl6slicher Inhaltsbestandteile. Uin diese auf ein MindestmaB herabzudrticken, hat man sieh der Behandlung mit Dampf zugewandt, nlit der geringere Auslaugverluste er- n~hrungsphysiologisch wichtiger Stoffe verbunden sind. Schon vor l~ngerer Zeit wurde dies yon E. Ba ie r x erkannt und sp~ter von G. H o r n e t ~ experimentell be-

x E. B M e r , Chelniker-Ztg. 40, 549 (1916). a G. t t o r n e r , Annu. Rep. Frui t Vegetable Preservat. Res. Star., Campden, Glos. 1936/37,

37; ref. in Chem. Zbl. 1939 I, 549.

Vereinfachte Enzymreaktionen zur Beurteilung yon Trockengemiise. 59

wiesen. Wenn sich das D~mpfen des Gemtises bisher aber nur schwer durchsetzen konnte, so lag dies daran, dat/es einige zus~itzliche Schwierigkeiten mit sich bringt. Es spielt ntimlich hier nicht nut die Dauer der Behandlung, sondern vor allem auch die Intensit~it der Dalnpfeinwirkung eine wesentliehe Rolle. Dadurch wird n~mlich eine erfolgreiche Enzymaktivierung erschwert, vor allem, wean dem verantwortlichen Techniker keine Handhabe gegeben ist, den D~tmpfvorgang miihelos und sicher zu verfolgen und zu regeln.

Am hiesigen Institut wurden in den letzten Jahren umfangreiche Untersuchungen an Trockengemiisen verschiedenster Art und Herkunft angestellt, die gr613tenteils vorbehandelt waren, und zwar zum Teil blanchiert, zum Teil gedttmpft; nur wenige Proben waren ohne diese Behandlung getrocknet worden. Neben sehr guten und guten Erzeugnissen fanden sich auch solche, die den heute an ein brauchbares Trocken- erzeugnis zu stellenden Anforderungen in keiner Weise entsprachen und vor allem durch einen laden, strohigen Gesehmaek auffielen. Bekanntlich tritt dieser charakte- ristische Geschmack sehr raseh dann auf, wenn das Trockengut ohne Vorbehandlung, also unblanchiert und unged~impft der Trocknung unterworfen wird. Bei vorbehan- delten Gemiisen tritt dieser strohartige Geschmack erst nach langj~thriger Lagerung auf.

Dieser Gesehmacksbefund bei verschiedenen von den Herstellerfirmen als ,,blanchiert" oder ,,ged~mpft" bezeichneten Proben lieB vermuten, dab die Vor- behandlnngsdauer nicer ausreichend war und gab Veranlassung, die Enzymaktivit~it zahlreicher Trockengemiise nachzupriifen, wobei festgestellt wurde, dab s~imtliche Proben, die den Qualit~ttsansprtichen nicht entsprachen, ungeniigend vorbehandelt waren und eine mehr oder weniger starke Enzymaktivitttt zeigten. Bei denjenigen Proben, die geschmacklich einem frischen Gemtise sehr nahe kamen, konnte keine Enzymwirkung meet nachgewiesen werden.

Bei den folgenden Untersuchungen beschr~inken wir uns auf den Nachweis zweier Enzymgruppen:

1. oxydierende Enzymsysteme, die 1-Ascorbins~ure in Dehydroascorbins~ure tiberftihren,

2. Katalasen. Es wurde besonderer Wert auf ein einfaches Nachweis- und Bestimmungsver-

fahren gelegt, damit die Methode auch in kleineren Betrieben, in denen ein chemisches Laboratorium mit entsprechendem Arbeitsger~it nicht oder doch nur in beschr~inktem Umfang zur Verftigung steht, jederzeit ohne Schwierigkeit ausgeftihrt werden kann. Die Ergebnisse zwingen zu dem Schlul3, dab bei regelm~il3iger Durchfiihrung solcher Untersuchungen im Betriebslaboratorium Fehlerzeugnisse infotge unzul~tnglicher Vorbehandlung vermieden werden kannen. Dadurch ist dem Betriebsleiter, der sich bisher rein empirisch auf seine Erfahrungen stiitzte, ein sicheres Mittel an die Hand gegeben, in den Ablauf der Vorbehandlung regelnd einzugreifen.

1. Best immu.ng der die 1-Ascorbins; iure o x y d i e r e n d e n Enzyme. Unter den in jeder Pflanzenzelle vorhandenen enzymatischen Reduktions-

oxydationssystemen sind mehrere, die in vitro 1-Ascorbins~ture in Dehydroascorbin- s~ture zu oxydieren verm6gen. Eingeleitet wird diese Oxydation der 1-Ascorbins~ture einmal durch Mono- und Polyphenoloxydasen und durch Peroxydasen, zum anderen wird sie durch ein spezifisch auf 1-Ascorbins~iure wirkendes Enzym - - die Ascorbin- s~ureoxydase - - beeinfluBt. Die Oxydation der 1-Ascorbins~iure kann dabei durch eine einfache Titration mittels 2,6-Dichlorphenol-Indophenol verfolgt werden.

60 ~r. D i e m a i r ,

Neben ihrer einfachen Durchfiihrbarkeit besitzt diese Arbeitsweise den besonderen Vorteil, dab hier nicht auf die Anwesenheit eines einzelnen oxydierenden Enzyms, sondern auf eine ganze Gruppe oxydierender Enzymsysteme gepriift wird, und zwar gerade auf jene, deren Gegenwart eine Gemiisekonserve sehr nachteilig zu beein- flussen vermag.

E r f o r d e r l i c h e s . A r b e i t s g e r ~ t : 1 l~eBzylinder von l00 ccm Inhal t , einige Erlenmeyer- kSlbchen yon 200 ccm Inhalt , eine Bfirette (ev. Feinbtirette), 1 kleiner M6rser,' 1 V~asserbad, 1 Pipet te zu 2 ccm InhMt, 1 Becherglas -con 50 ecru Inhal t .

E r f o r d e r l i c h e C h e m i k a l i e n : Destilliertes Wasser, 1-AscorbinsXure in Form k~uflicher Vitamin-C-Tabletten, 10~oige Essigs~ure, n/1000,2,6-Dichlorphenol-IndophenollSsung, Quarz- sand.

A r b e i t s ' w e l s e : 5 g Trockengemiise werden unter Zugabe yon wenig Wasser mit Quarz- sand zu einem Brei v6rrieben, der unter gleichzeitiger Zugabe yon 50 mg 1-Ascorbins~ure im MeBzylinder mit dest. Wasser auf 100 ccm aufgefiillt wird. Dieses Gemisch wird i n ein 200 ccm- ErlenmeyerkSlbchen gebracht. In Abst~nden yon 5- -10 Min. wird gut durchgeschtittelt . . Nach Ablauf yon 30--60 Min. (je nach Akt ivi t~t der vorhandenen Enzyme) e n t n i m m t . m a n genau 2 ccm und gibt sie in ein kleines Beeherglas (50 ccm), s~uert mi t einigen Tropfen 10%iger :Essig- s~ure an und bes t immt den Rednkt ionswert gegen Diehlorphenol-Indophenol. Neben der enzy- matisch bedingten Oxydation der 1-Asc0rbins~ure ist regelmhBig eine nicht enzymatische Oxy- dat ion festzustellen, die im Blindversuch ermit te l t wird, Zu diesem Zwecke wird ein mi t Quarz- sand gewonnener Brei 10 IV[in. lang auf dem siedenden Wasserbad erhi tzt and darin nach dem Abktihlen auf Zimmertemperatur der l~eduktionswert gegen 2,6-Dichlorphenol-Indophenol in besehriebener Weise best immt. Aus der, Differenz der beiden Titrat ionswerte wird der enzy: matisch oxydierte Anteil der l=Ascorbins~ure ermittelt . Is t die verbrauchte Titrierl6sung in beiden Best immungen noeh nach 120 Min. gleich oder nur um wenige Zehntel Kubikzent imeter verschieden, so ist kein Enzym vorhanden und der Beweis ftir eine ausreichende Vorbehandlnng erbracht .

Einige Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

T a b e H e 1. B e s t i m m u n g y o n A s c o r b i n s ~ u r e o x y d i e r e n d e n : E n z y m e n i n v o r b e h a n d e l t e n T r o e k e n g e m f i s e n .

Verbrauch an'n/1000 2,6-Dichlorphenol-IndophenoI in ccm

Reaktions- ' S . p i n a t K a r o t t e n M a n g o l d ' W i r s i n g dauer

Minuten

0 30 60 90

120 150

Differenz an Reagens n. 120 Min.

Enzym- reaktion

Vorbehand- lung

nicht erhitzt erhitzt

10,4 10,4 9,7\ 10,2 9,3 9,9 8,7 9,6 ) 8,3 9,4 7,9 9,2

1,1 ec ru

positiv __l

keine

nicht erhitzt erhitzt

10,7 10,7 10,1 10,6

9,6 10,3 9,7 10,1 8,5 10,1 8,0 9,7

1,6 ccm

posiiiv

unzureichend blanchier t

nicht erhitzt erhitzt

10,9 10,9 10,1 10,4

9,7 ,10,3 9,5 10,2 9,2 10,2 8,8 10,0

1,0 ccm

positiv

unzureichend blanchier t

nicht erhitzt erhitzt

10,9 10,9 10,5 10,7 10,3 10,3 10,0 10,1 9,7 9,7 9,6 9,7

0 , 0 c c m

negat iv

ausreichend blanchier t

2. Nachwei s der Ka ta l a sen . Das Enzym Katalase katalysiert die Zersetzung von Wasserstofisuperoxyd zu

"vVasser und Sauerstoff. Alle Bestimmungen der Katalase griinden sich auf diese Eigenschaft, wobei der gebildete Sauerstoff volumetrisch gemessen oder der Gehalt

Vereinfachte Enzymreakt ionen zur ]3eur~eilung von Trockengemfise. 61

an nnzersetztem Wasserstoffsuperoxyd titrimetrisch ermittelt wird. Das titrimetrische Verfahren eignet sich nur zur Prtifung sehr reiner Katalasepr~tparate, so dab fiir die vorliegende Untersuchung die volumetrische Bestimmung herangezogen werdeff muBte.

Die Katalasebestimmung ist in ihren Grundztigen bekannt. Es ist dennoch zweckm~tBig, die angewandte Arbeitsweise zn beschreiben, da die in der Literatur angegebenen Apparate zur Katalasebestimmung durchweg sehr kompliziert und schwer zu beschaffen sin&

a = Motor, b = Schfi~telapparat, c = Erlenmeyerkolben, d = Saugflasche.

Abb. i. Apparatur zur Bestimmung der KataIasem

E r f o r d e r l i c h e s A r b e i t s g e r ~ t : Erlenmeyerk61bche~ y o n 2{)0 ccm Inhale, einige Glas- rShrchen, Gummischlauch, 2 durchbohrte Gnmmistopfen, 1 Saugflasche yon 150 ccm Inhalt , 2 graduierte Glasr6hrchen mit Zehntel-ccm-Teilung bzw. Hunderts~el-ccm-Teflung, 1 l~ISrser, 1 ~eBzylinder yon 100 ccm Inhal t . Vorteilhaft, doch nicht unerlgglich: 1 mechanische Sc h~ te l - appara tnr nach K. T ~ u f e l und P. S a d l e r K

] ~ r f o r d e r l i c h e C h e m i k a l i e n : W'~sserstoffsuperoxyd, 0,5~oi~ (aus Perhydrol herzu- stellen), dest. Wasser, Quarzsand.

B e s c l ~ r e i b u n g d e r V e r s u c h s a n o r d n u n g : Ein 200 ccm Erlenmeyerk61bchen, das sich au f dem Schfit telapparat (Abb.) befindet, dient a l s Reaktionsgef~B, das mi t einem durah- bohrten Gummistopfen verschlossen wird. Dutch die Bohrung ffihrt eine gebogene Glasr6hre, an der ein Gummischlauch befestigt ist. Durch den ScbJauch wird das Reaktio~sgef~13 mi t dem ~eBgef~B - - der Saugflasche - - verbunden. Das Mef3gef~13 enth~lt 100 ccm ~¥asser und ist mi t e inem durchbohr~cen Gummistopfen verschlossen. Dutch did Bohrung is~ das Z~eBrohr eingesetzt. Das MeBrohr t auch t einige Zentimeter tier in die Fltissigkeit der Saugflasche. Je nach St~rke der XatMaseakt ivi t~t wird ein Rohr mix Zehntel- bzw. Hunderts tel-ccm-Teilung benutzt . ~rXhrend der Reaktion. die ira Gegensatz zur Oxydas6bestimlr~nng nu t wenige Minuten lang verfolgt zu werden braucht , m u g das t~eaktionsgef~tB stXndig geschiittelt werden. Wenn keine Scht~tteI- apparat~ar vorhanden ist, kann mi t der Hand geschiittelt werden. Dabei wird das t~eaktionsgef~B mi t einer Holzklammer gehalten, 'urn zu vermeiden, dab dutch die Handw~rme der Dampfdruck im Reaktionsgef~B erh6ht wird.

1 N. T X u f e l u. P. S a d l e r , diese Z., 67, 268 (t934).

62 W. D i e m a i r, Vereinfachte Enzymreaktionen zur ]3eurteilung yon Trockengemiise.

A r b e i t s w e i s e : 5 g Gemiise werden unter Zugabe yon 20 ccm dest. Wasser im M6rser mit Quarzsand zu einem Brei verrieben und in das Reaktionsgefi~B eingeffillt~ Dazu werden 50 ccm WasserstoIfsuperoxyd (0,5%ig) gegeben, und unter lebhaftem Sehtitte!n wird die Ver- bindtmg yon Reaktionsgef~B und Saugflasche hergestellt. Nach Erreichung eines Vorher fest- gelegten Fixpunktes wjrd der Anstieg der Flfissigkeitss~ule im MeBrohr in Abst~nden yon 30 bis 60 Sek. festgestellt. Bei ungentigend vorbehandeltem Material ist die Drucksteigerung dutch den gebildeten Sauerstoff im Reaktionsgef~B meist so stark, dab der Anstieg im MeBrohr'sehr rasch vor sich geht. Die Blindprobe mit 5 g zerriebener and auf dem Wasserbad 10 Min. lung erhitzter Masse bewirkt dagegen keine nennenswerte Drucksteigerung und damit praktisch kein'en Anstieg der Fliissigkeit im MeBrohr; nut bei versehmutztem Material sind hier geringe Ausschli~ge zu beobachten. Die 1Reaktion kann b~ einiger Obung so eindeutig werden, dab in vielen F~llen au~ den Blindversueh verzichtet werden kann.

T a b e l l e 2. B e s t i m m u n g d e r K a t a l a s e n in T r o c k e n g e m i i s e n .

c c m g e b i l d e t e r S a u e r s t o f f *

Z e i t g e t r o c k n e t e r g e t r o c k n e t e g e t r o c k n e t e r g e t r o e k n e t e r S p i n a t ** K a r o t t e n *** M a n g o 1 d *** R o t k o h 1 *~**

S e k u n d e n

n i g h t e r h i t z t n i c h t n i c h t I e r h i t z t n i c h t e r h i t z t e r h i t z t i e r h i t z t e r h i t z t l e r h i t z t e r h i t z t

0 ¸

30 60, 90

120 150 180" 210 240 270 3O0

Differenz an Sauerstoff n. 300 SeX.

Katalase- reaktion

Vorbehand-

• 4,60

lung

0,00 0,00 1,10 0,00 2,00 0,10 2,90 0,10 3,80 0,20

0,20 5,50 0,20 6 ,40 0,30 7,10 0,30 8,00 0,40 8,80 0,40

8 , 4 c c m

positiv

keine

0,00 0,00 0,20 0,00 0,40 0,00 0,58 0,03 0,70 2,1o 0,87 0,i1 1,10 0,17 1,17 0,18 1,30 0,22 1,44 0,26 1,56 0,30

1,26 qcm

positiv

unzureichend blanchiert

0,00 0,04 0,06 0,10 0,14 0,20 0,24 0,30 0,34 0,38 0,40

0,26 ccm

schw. positiv

0,00 0,00 0,02 0,03 0,04 0,06 0,09 0,10 0,12 0,14 0,14

unzureichend blanchiert

* MeBrohr mit Zehntel- und Hundertstel-ccm-Teilung. ** Nach Angabe des Herstellers ohne Vorbehandlung getrocknet.

*** Naeh Angabe des Herstellers blanchiert. **** Nach Angabe des tterstellers gedXmpft.

0,00 0,28 0,55 0,86 1,13 1,38 1,67 1,88 2,17 2,48 2,73

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2,73 ccm

positiv

unzureichend ged~mpft

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

E s wi rd geze ig t , daB es sehr woh l ge l ing t , die v o r de r T r o c k n u n g v o r b e h a n d e l t e n b l a n c h i e r t e n oder ged~tmpi ten T r o c k e n g e m i i s e y o n ebenso lchen n i ch t v o r b e h a n d e l t e n m i t H i l f e de r Ascorbinsiiureoxydase- u n d Katalase-Reaktion zu u n t e r s c h e i d e n . I m H i n b l i c k auI die B e u r t e i l u n g der L a g e r f e s t i g k e i t y o n T rockengemt i s en , die y o n den m i t v o r h a n d e n e n E n z y m s t o f f e n wesen t l i ch bee in i l uB t wird , i s t e ine s01che l abora to - - r iumsm~iBig l e ich t du rch f f i h rba re K o n t r o l l e y o n W i c h t i g k e i t .