18 A. TIt. CZAJA:

Zur Diagnostizierung der Tomate in Zubereitungen

Von

A. Tm CzAJ~

Mitteilung aus dem Botanischen Institut der Technischen Hochsehule Aachen

Mit 8 Textabbildungen

(Eingegangen am 18. Februar 1963)

Einleitung

Bei der Untersuchung yon Zubcreitungen, welche Anteilc von Tomaten enthalten, fallen zun~chst vor allem die rotgef~rbten Stficke des Fruchtfleisches ins Gewieht: die Oberhaut (Exokarp) yon relativ z~her Beschaffenheit mit verdickten getfipfelten Zellw~nden und die groBen, nur locker zusammenhi~ngenden parenchymatischen Zellen des Fruchtfleisehes. Im Gewebe der Placenta sind die Zellen meist kleiner und im Falle der Verwendung yon unreifen Frfichten reich geffillt mit kleinkSrniger St~rke. AuBerdem finden sich Leitbfindel racist mit Spiral-, weniger mit Netzgef~Ben bis 3 0 # ~ .

Die Frfichte der Tomate enthalten in groper Anzahl flache Samen, welche nn- verletzt oder in Bruchstficken in die Zubereitungen gelangen. Bei den wenig auffallen- den Gewebeanteflcn des Fruchtfleisches verdienen die Samen grSBere Beachtung. ,Diagnostiseh wichtig sind vor allem die Samen" (1). Auch MOELL~-G~I]~B~L (2) widmet den Samcn Beschreibung und 3 Abbildungen. Danach sind die Samen auf der ganzen Oberfl£che yon charakteristischen Haaren besetzt, ,,die aus eigenartig gewellten Oberhautzellen der Samenschale entspringen" (GAss~]~R). ,,Diese sind aus breitkcgelfSrmiger Basis allm£hlich zugespitzt und bis zum Schwinden des Lumens verdickt, die Radialw£nde der Zellen dicht wellig gebogen" (Mo~zLE~-GRI~BEL).

DaB dicht behaarte Samen in einer Frueht in Schleim eingcbettet liegen sollen, ist botaniseh-Skologisch nicht ganz versti~ndlich. Orientierende Untersuchungen lieBen bald erkcnnen, dab yon eigentlichen Haaren naeh den oben mitgeteilten Lehrmeinungen nicht gesprochen werden kann. Es zeigte sich auch, daB W. ~)I~UD:E (3) unter Berfieksichtigung der Arbeiten yon BIcIosI und GIGLI (4) und yon SOC~GES (5) zu etwas anderer Auffassung gekommen war. DtCUDE betrachtct nun die Anhangsgebilde nicht mehr als Haare. ,,Beim reffen Samen ist yon der ur- sprfinglichen Epidermiszelle noch die Innenwand vollsti~ndig erhalten geblieben. Sic ist sehwach verdickt und unverholzt. Die Seitenw~nde sind bis auf die haarfSrmi- gen Verdickungsleisten verschwunden (Abb. 24). An der Basis haben st~rkere Ver- dickungen stattgefunden, so dab die Seitenwiinde hier bauehig angeschwollen sind. Im Querschnittsbild gehen die basalen Teile oft ineinander fiber oder fiberschneiden sich. Zellumina konnten selbst bei sti~rkerer VergrSBerung nicht gefunden werden. Wenn dunkler gcf£rbte Partien bisweilen auftreten, so kann es sich, wie aueh RASS- ~vs (6) beobachtete0 um Intercellularen oder Zellwiinde handeln. Es kSnnen aber auch Reste der Seitcnw£nde zwischcn den basalen Teilen sein, die im Querschnitt getroffen sind und genau in der Mitte yon dem basalen Teil liegen. Die Verdickungs- leisten haben eine Li~nge bis zu 400/~. Sic fi~rben sich mit Chlorzinkjod gelb, gaben aber mit Phloroglucin-Salzs~urc keine Rotfi~rbung, so dab nnr schwache Verholzung vorliegt" GnI]~BEL (7) hat dann die Ergebnisse D~UDES fibernommen: ,,Diese fiber 0,5 mm langen Seidenhaare gehen aus den Seitenw£nden der in Aufsicht wclllgen Epidermiszellen der Samenscha]e hervor."

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Naeh W. TROLL (8) werden die Samen in der Frueht (Beere) der Tomate w/~hrend der l~eifezeit vom Gewebe der Placenta vollst/~ndig umwaehsen. Bei der endgfiltigen Reife versehleimt das die Samen umgebende Plaeentargewebe und r~immt gallert- artige Konsistenz an. Aueh die Samen tragen zu dem VersehleimungsprozeB bei. Ein isolierter Same zeigt dann, ,,dab er yon einem dieken Sehleimmantel umgeben ist. Dieser geht aus der Samenschale durch Versehleimung der Oberfl/iehe hervor . . . Nach Entfernung des Schleimmantels bleibt ein samtartiger Besatz zurfick, der die Samenschale zottig oder filzig behaart erscheinen l~gt."

Eigene Untersuchunyen Da aus den verschiedenen Untersu-

ehungsergebnissen noch kein Mares Bild zu erhalten ist und fiber den Bau des Samens der Tomate und ganz besonders dariiber - - was fiir den Lebensmittel- ehemiker wiehtig ist - - , welehe Struk- turen er in der zu pr/ifenden Zubereitung zu erwarten hat und wie diese einwand- frei zu erkennen sind, wurden Teile der Frueht (besonders der Placenta) und die Samen (in erster LiNe die f/Jr die Tomate wiehtige Testa) einer Neuuntersuehung unterzogen (9). Naelffolgend sell der Same der Tomate und die ihn tragende Pla- centa, sower es fiir die Mikroskopie not- wendig ist, besehrieben und abgebildet werden.

a) Die Entwic]clung des Samens vet der Rei/e

Abb. 1. Tomate 3 cm 25, Same L.-.S.. mit Schleimepidermis, In den normal 2 f/~eherigen Fruehtkno- ,mwa~lt vom Plaeentargewebe mit Offnu~g (Vergr. 6,4 : 1)*

ten entwiekeln sieh an den relativ groBen Placenten zahlreiehe Samenanlagen zu Samen. Das Gewebe der Placenta w/iehst an seiner Oberfl/iehe zwisehen dicht stehenden Samen hindurch, ffillt die Zwisehenr/~ume aus und umwallt dabei die einzebmn Samen vollst~ndig. Nur an deren distalem Ende bleibt eine porenf6rmige Offnung frei (Abb. 1).

An jungen Samen zeichnet sich im L/ingssehnitt z. B. die Epidermis der Samen- schale (Testa) sehon deutlieh ab, am Samenstiel (Funiculus) beginnend. Diese besteht aus zun/~ehst dfinnwandigen prismatisehen Zellen mit welligem UmriB, welehe radial allseitig um den flaeh linsenf6rmigen Samen angeordnet sind. W/ihrend der weiteren Entwieklung verdickt sieh die tangentiale Grundfl/tche dieser Epidermiszellen. Wei- terhin verdicken sieh von dieser aus die Kanten der vielkantigen prismatischen Zellen ein kurzes Stiick. Diese verdiekten Anteile der Zellkanten und der Innenwand sind stark doppelbrechend geworden. Die Versteifung der Zellkanten setzt sich weiter fort, zun/~ehst bis zur Mitre und schliel]lich auf die ganze Lgnge. Nun stellen diese Epidermiszellen der Testa, und zwar als Schleimzellen bis 500 # lange prismatische

* Die Vergr61]erungsmaBs~be gelten fiir die Negative. Diese wurden bei der Reproduktion 2,5 fach nachvergr6gert.

2*

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Zellen dar, deren verdiekte Grundflache stark welligen UmriB besitzt, wie aueh die aul3ere Begrenzungsfl~che (Abb. 2). Diese bleibt aber unverdiekt. An allen konvexen Stel]en der Grundfl~ehe entspringen die Verdiekungsleisten der Prismenkanten (etwa

Abb. 2 (unten). Tomate, rei#,r Same, Fl~chensehnitt yon unten gesehen. Schleimzellen der Ep~lermis, Grundfl~iehen; Verdickungsleisten gehen nach r~ekwdrts ab (Vergr. 64 : 1)

Abb. 3 (oben). Wie Abb. 2 Au]3enw~nde der Schleimepidermis, ClZnJ-Reaktion, Diehroismus, S - -S ' parallel der Unterkante des Bildes (Vergr, 64 : 1)

bis 10 oder 12 je Zelle), welehe sieh nach auBen hin ver]fingen und an der AuBenfl~ehe spitz enden (Abb. 3). Die zuerst entstandenen unteren Teile der Verdiekungsleisten sind meist etwas naeh auBen vorgewSlbt.

W~thrend dieser Entwicklungsvorg£nge an der Epidermis der Samensehale haben sich die 2- -3 Zellsehiehten des Plaeentargewebes unmittelbar um den Samen ebenfalls

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ver/indert, die Zellen haben sich Zellwgnde ~erdickt. Dabei sind (Abb. 4). Das fibrige Placentar- gewebe um die und zwisehen den Samen, welches anfangs reich yon Stgrkek6rnern erffillt war, ver- sehleimt bei der v611igen Reife der Samen durehweg, so dab diese in Sehleim eingebettet liegen, weleher mehr oder weniger fliis- sig erseheint, ,, Fruehtgallerte" naeh GAssNnl¢ (1, daselbst S. 165). Die unmittelbar um den Samen gelegenen 2- -3 Zellsehiehten des Plaeentargewebes sind abet nicht in diesen Prozeg der Versehlei- mung his zur Verflfissigung ein- bezogen worden.

b) Der rei/e Tomatensame 0finer man eine reife, rotge-

fi~rbte Tomate, so trifft man den Zustand an, mit dem der vor- stehende Absehnitt endet. Die zahlreiehen Samen sitzen an der Placenta an und sind eingebettet in den mehr oder weniger fltissigen Sehleim, welcher die Fruehtf~eher (Loku- lamente) ausftillt. Wenn nun die Samen en~nommen werden, so ist festzustellen, dab diese, abgetrennt yon dem fliissigen Schleim, ringsum noeh yon einer, aber festeren Schleimhfille umgeben sind (Abb. 5). Diese setzt Versuehen zur Abtrennung nicht unerhebhehen Widerstand entgegen. Wird tier reife Tomatensame mit dieser Sehleim- hiille als Ganzes zwisehen gekreuzten Polari- satoren betraehtet, so 1/iBt er starke Doppel- brechung erkennen (Abb. 6). Die Unter- suchung dieser Schleimhfill e zeig~ noeh deut- liche zellige Struktur, und zwar sind die Zellen in der L/£ngsrichtung des Samens gestreckf. Dureh entsprechenden Pregdruek

parallel der L/~ngsachse der Samen gestreckt, die diese ebenfalls stark doppelbreehend geworden

Abb. 4. Tomate (5,Sere ~ ) , Same Z.-S. , diagonal, + Polari- satoren; Zellen am t~uniculus eilen den i~brigen in der ~nt - wieklung voraus. 15eisten au/gehellt, Zellen des ,,Samen/aches'"

( 2 - -3 Sehichten) stark doppelbreehend; + Polarisateren (Vergr. 6,4 : 1)

Abb. 5. Tomatensame mit Schleimhiille (Vergr. 4 : 1)

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auf den Samen kann man diese Sehleimhiille am besten gegen das Nabelende wie ein Futteral abstreifen (Abb. 7). Es zeigt sich dabei, dal~ diese Schleimhfille aus den Placentarzellen hervorgegangen ist, welehe in 2- -3facher Schicht dem Samen un-

mittelbar angelegen und wahrend der Entwick- lung Zellstreckung und Verdickung der Zell- wi~nde gezeigt haben. Es handelt sich hierbei also um ein akzessorisches Gebilde des Samens, entstanden aus dem die Samen umwallenden Placentargewebe. Unter dieser Schleimhfille befindet sich aber noah die Schleimepidermis der Samenschale, deren Entwicklungzustand bis zur Samenreife oben geschfldert wurde. Bei der Entfernung der ~ul~eren Schleimhfille wer- den diese Schleimzellen zerst6rt. Die unverdick- ten Wandteile und die Aui~enwi~nde werden ent- fernt. Mehr oder weniger grol~e Fetzen yon den letzteren sind aufzufinden. Auch der Inhal t dieser Zellen wird entleert. Einzelheiten darfiber sind nicht festzustellen.

An der Samenoberfl~che bleiben aber sehr Abb. 6: Tomatensame mit Schleimh~lle, charakteristische Uberreste der Epidermis zu- + Polarisatoren, diagonal (Vergr. 4 : 1)

rfick, und zwar die verdickten fast sternf6r- migen Grundfl~chen dieser Zellen (Abb. 2), sowie die yon diesen ausgehenden zahl- reichen Verdickungsleisten. I)iese Reste sind lest verwachsen mit dem iibrigen Tell der Testa. Da yon jeder einzelnen Zelle bis zu 10 oder 12 solche Verdiekungsleisten

Abb. 7. Tomatensame gequetscht, lin~s Schl~mhiitle, vechts der herausgedri~c~te Same mit Leistenbesatz an der Oberfl~iche, ~- Polavisatoren (Vergr. 4 : 1)

an der Samenoberfl~ehe abstehen, so ergibt sich ein aui~erordentlich dichter Besatz des ganzen Samens (Abb. 8). I)ieser erscheint z. B. bei Auflichtbeleuchtung geradezu struppig. Diese Verdickungsleisten auf der Oberfl~che des yore Schleim befreiten Samens sind ffir die mikroskopisehe I)iagnostik yon Tomaten-Zubereitungen sehr gut gekennzeichnet. Stficke yon zertrfimmerten Samen oder Oberfl~chenfetzen zeigen diese

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Leisten stark aufgehellt, wenn sie in Diagonalrichtung + oder - 45 ° gebraeht werden. Dreht man solehe Pr~parate auf dem Objekttiseh um 360 °, dann leuchten die Leisten viermal auf (diagonal) und 15sehen viermal vollkommen aus (orthogonal). Quer- oder Lgngsschnitte dureh den ganzen Samen zeigen diesen zwischen gekreuzten Polari- satoren yon einem diehten leuehtenden Strahlenkranz umgeben, bei welehem nur die vier Orthogonallagen verdunkelt sind. Benutzt man zus~tzlieh den Gipskompen- sator Rot I.O., so erseheinen die Leisten un- t e r - 45 ° im Gelb I.O., unter +45 ° im Blau II . 0. Eine Identit/ttsprobe, welehe nur auf diese Leisten yon der Oberfl/~che der To- matensamen zutrifft, ist folgende.

Einze]ne abgetrennte Leisten, wie solehe bei der Herstellung yon L~ngs- und Quer- sehnitten leieht auftreten, werden zwischen gekreuzten Pol~risatoren untersucht. In Diagonallage tritt starke Aufhellung ein, und dreht man den Objekttisch nur langsam welter, so wird die Aufhellung schw~cher und kurz vor Gem Auslhsehen ist festzu- stellen, dal~ die Leisten -- dieser Vorgang mul~ an der einzelnen Leiste verfolgt werden, welehe in Seharfeinstellung zu halten ist - - Abb. 8. Tomate. Same L.-S., Aussehnitt mit den nun hell und dunkel quer gestreift sinG. Lelsten der Schleime~)idermis, ÷ Polarisatoren,

diagonal (Vergr. 40 : 1)

Die gleiehe Erscheinung ist aueh wieder zu beobaehten, wenn die Drehung des Objekttisches weitergeffihrt wird und die Leiste wieder aufzuhellen beginnt.

Es folgt aus dieser Beobachtung, dal3 diese Verdiekungsleisten aus Sehiehten unter 1 # Dieke bestehen, welehe abwechselnd aus doppelbrechender Cellulose und iso- tropem Pektin bestehen.

Z u s a m m e n ] a s s u n g

Es wird eine Naehuntersuchung der Samentesta der Tomate durchgeffihrt und die Entstehung und Struktur der Schleimepidermis sowie der aus Placentargewebe gebildeten ~u$eren Schleimhiille der reifen Samen geschildert. Struktur und optisches Verhalten der ~berreste der Schleimepidermis werden dargelegt und diagnostiseh ausgewertet.

Literatur

1. GASSN~, G. : Mikroskopische Untersuchung pflanzlicher Nahrungs- trod Genul~mittel. 3. Aufl. S. 161. Stuttgart: G. Fischer 1955.

2. MOELLEI~, I., u. C. GRIEBEL: Mikroskopie der Nahrungs- und GenuBmittel aus dem Pflanzen- reiche. 3. Aufl. Berlin: Springer 1928.

3. DRUDE, W.: Diese Z. 65, 497--540 (1933). 4. BRIOSI, G., u. T. GIGLI: Rendit. delle sess. R. Acad. della Scienza dell. Ist. de Bologna 1889,

59--64. 5. SortiEs, M. R.: Ann. des Sci. Nat. 6, 1--124 (1907).

24 E. SCHILD, J~. WEY]~ und F. B~NN~a:

6. RASSMUS, W. : Beitrgge zur Entwieklungsgesehiehte der Verdiekungen in den Epidermiszellen der Samen yon Solanum-Arten. Inaug.-Diss. GSttingen 1907.

7. G:alEBEL, C. : Mikroskopisehe Untersuehung der Gemiise usw. in Handbuch der Lebensmittel- ehemie. Bd. V, S. 826--855 (1938).

8. TROLL, W. : Praktisehe Einfiihrung in die Pflanzenmorphologie. 2. Teil: Die bliihende Pflanze. Jcna: G. Fischer 1957.

9. CZA~A, A. Tm: Planta 59, 262--279 (1963).

Bestimmung der den Diabetiker belastenden Kohlenhydrate in Bier

gon

E. SCHILD, H. WEYH und F. BRENNER

Mitteiluny aus dem Institut ]iir chemisch.technische Analyse Weihenstephan ( Technische Hochschule Mi~nehen)

(Eingegangen am 6. Miirz 1963)

Diabetes ist eine welt verbreitete Krankheit, welehe in versehiedenen Stgrkegraden auftritt. Leichte Diabetes erfordert die Einhaltung einer kohlenhydratarmen Di/~tkost, bei mittlerer und sehwerer Erkrankung ist eine Behandlung mit Medikamenten und eine kohlenhydratarme Digt- kost notwendig. Charakteristiseh fiir die Kranldheit ist ein starkes Durstgefiihl des Patienten. Auf die Getr~nke mug deshalb besonders geachtet werden. Sie sollen frei oder wenigstens sehr arm an Kohlenhydraten sein, damit die feste Nahrung nieht noeh weiter an Kohlenhydraten ein- gesehr~nkt werden mug. Nineralwgsser und vollkommen endvergorene Weine erfiillen diese Be- dingung. Doch sind Mineralwgsser zu den I-Iauptmahlzeiten kein sehr beliebtes Getr/~nk und Weine in den yon den Patienten gewiinsehten Mengen meist zu alkohol- und s~urereieh.

Diesen EngpaB e~was auszuweiten, bemiihte man sieh in den letzten Jahrzehn~en dutch tIer- stellung yon Bieren, deren Kohlenhydratgehal~ auf einen Bruehteil des normalen Wertes reduziert ist. Wghrend z. B. ein gewShnliehes helles Bier (dunkle Biere haben einen viel hSheren Gehalt an Kohlenhydraten) mit einem wirkliehen Extrakt yon 4,15% 1,90 g Dextrin und 0,77 g verg~rbare Kohlenhydrate in i00 ml, zusammen 2,67 g/100 ml an belastenden Kohlenhydraten enthalt (1), hat ein nach patentiertem Verfahren hergestelltes ,,Digt-Pils"-Bier in 100 ml nut 0,I4 g verggr- baren Extrakt nnd 0,48 g Dextrin, zusammen 0,62 g belastende Kohlenhydrate. Trinkt der Patient zu einer Mahlzei~ eine 1/31-Flasche Di~t-Pils, so nimmt er nur 2 g Kohlenhydrate dureh das Ge- tr/~nk zu sieh. In vielen Fgllen wird der Patient diese geringe Menge nieht yon seinen genehmigten Weigbroteinhei~en abziehen mtissen. Mi~ dem Di~tbier hat er demnaeh ein schmaekhaftes und bek6mmliches Getrgnk, dessen verhgltnism/~l~ig hoher Alkoholgehalt (etwa 5%) die Verdauung der mangels Kohlenhydra~en relativ mehr ]~ett enthaltenden Nahrung fSrdert.

U m dem Diabet iker eine gewisse Garant ie fiir die Di/~tkost zu gewghren, stellt der Verband der Digtet isehen Lebensmit te l indus t r ie Normen ftir diese Lebensmi t te l auf, aueh fiir Diabetiker-Digtbiere. Normen verlieren abet ihren Sinn, wenn die Prtif- methode allzu ungenau ist. Bei der Bes t immung der den Diabet iker be las tenden Koh lenhydra te in Bier trifft das zum Teil zu. Die Bes t immung der im Bier vorhan- denen Zueker mit te ls Fehlingscher L6sung isg wenig spezifiseh, die Bes t immung der Hexosane, des sog. Dextr ins, mit tels Sgurehydrolyse u n d Fehlingseher LSsung ist ebenfalls wenig spezifiseh. Vermutl ieh sind abet die auf t re tenden Fehler du tch andere reduzierende Stoffe im Diabet ikerbier ziemlieh yon der gleiehen GrSBenordnung, wes- hMb wenigstens re la t iv e inigermagen brauehbare Ergebnisse erwartet werden kSnnen.

Wi t besehgftigen uns sehon seit einer Reihe von Jah ren mi t der Verbesserung der Dex t r inbes t immung . Naehdem wit e rkann t haben, dag die alte Konvent ionsmethode , bei welcher das Dext r in dureh Sub t rak t ion des auf Glucose umgerechneten Maltose- gehalts vor der Invers ion vom Gesamtglueosegehalt naeh der Invers ion bes t immt