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W. DIEMAIRund K. PFEIFER: Zur Kenntnis der freien Phosphorsaure in Fruchtsaften 209 Zur Kliirung der Frage, ob und auf welche Art man dieses Problem 16sen und eine auch ffir natfirliches Milieu anwendbare Methode zur Bestimmung der Phenolase- aktivit/it entwickeln kann, sind weitere gezielte Untersuchungen fiber die gegen- seitige Beeinflussi/ng der verschiedenen Substrate erforderlich. Solche Arbeiten werden zur Zeit yon uns durchgeffihrt. Zuaa~nmen/assung Eine Ubersicht fiber die bisher bekannten Methoden zur Bestimmung der Pheno- laseaktivit/~t zeigt, daft bisher kein Verfahren in allen Fiillen zi/friedenstellende Ergebnisse liefert. Es wird eine Methode beschrieben, mit der die Phenolaseaktivitiit in gereinigten Fermentl6sungen relativ einfach und genau bestimmt werden kann. ])as geschieht durch polarometrisches Verfolgen der Sauerstoffaufnahme in dem yon uns entwickelten SYstem Sauerstoff--Phenolase--Spuren Brenzcatechin--Hydrochinon--Ascorbin- si~ure. Dieses System wurde gew~hlt, da in ihm -- im Gegensatz zu den fiblichen ein- fachen Systemen -- die fermentkatalysierte Reaktion zu Beginn mit konstanter Gesehwindigkeit abt/~uft. Zur polarometrisehen Ermittlung des Sauerstoffverbrauehs bei gleiehzeitiger Entstehung yon Chinonen wi/rde eine spezielle Megteehnik entwiekelt. Die ~Jbertragi/ng dieser Bestimmungsmethode auf ein natfirliehes Milieu (z. B. Obsts/ifte) ist nicht ohne weiteres m6glieh, da fruehteigene Polyphenole ebenso wie das eingesetzte Brenzcateehin als Substrat ffir die Phenolase und somit als l~ber- tr/iger in unserer i%eaktionskette wirken und die Megergebnisse stark beeinflussen. Wir danken dem Bundeswirtschaftsministerium, der AIF und dem Forsehungskreis der Er- n~hrungsindustrie fiir die freundliche Unterstfitzung dieser Arbeit. Zur Kenntnis der freien Phosphors~iure in Fruchts~iften Von W. DIEMAIR l/rid K. I~FEIFER Mitteilung aus dem Universitiits-Institut ]iir Lebensmittelchemie, Frank/urt a. M. Mit 1 Textabbildung (Eingegangen am 14. November 1961) Die Phosphors/~ure und ihre Salze kommen in natfirllchen Gemfisen und Frucht- s/~ften in unterschiedlicher Menge vor. Sie spielen bei der physiologischen Beurteflung neben anderen Inhaltsbestandteilen eine wesentliche Rolle. Mengenmi~Big werden sie dadurch erfaBt, dab der Gesamtphosphors~uregehalt in der Asche meist als PeO~ bestimmt wird. Angaben fiber den Gehalt an freier Phosphors~ure neben phos- phorsauren Salzen liegen im einschl/~gigen Schrifttum nur sp£rlich vor. In jfingster Zeit haben sich H. LANGnNDORF und K. LA~G1 mit dem Vorkommen freier Phosphor- si~ure in Lebensmitteln besch~ftigt. Die folgenden experimentellen Untersuchungen und theoretischen Betrachtungen gelten dem Ziel, in Fruchts~ften den Gehalt an freier Phosphors~ure neben phosphor- sauren Salzen zu ermitteln. 1 LA~Gn~DO~F, H., u. K. LA~O: Diese Z. 115, 400 (1961). 14a

Zur Kenntnis der freien Phosphorsäure in Fruchtsäften

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W. DIEMAIR und K. PFEIFER: Zur Kenntnis der freien Phosphorsaure in Fruchtsaften 209

Zur Kliirung der Frage, ob und auf welche Art man dieses Problem 16sen und eine auch ffir natfirliches Milieu anwendbare Methode zur Best immung der Phenolase- aktivit/it entwickeln kann, sind weitere gezielte Untersuchungen fiber die gegen- seitige Beeinflussi/ng der verschiedenen Substrate erforderlich. Solche Arbeiten werden zur Zeit yon uns durchgeffihrt.

Zuaa~nmen/assung

Eine Ubersicht fiber die bisher bekannten Methoden zur Bestimmung der Pheno- laseaktivit/~t zeigt, daft bisher kein Verfahren in allen Fiillen zi/friedenstellende Ergebnisse liefert.

Es wird eine Methode beschrieben, mit der die Phenolaseaktivitiit in gereinigten Fermentl6sungen relativ einfach und genau best immt werden kann. ])as geschieht durch polarometrisches Verfolgen der Sauerstoffaufnahme in dem yon uns entwickelten SYstem Sauers toff - -Phenolase--Spuren Brenzca techin- -Hydrochinon--Ascorbin- si~ure.

Dieses System wurde gew~hlt, da in ihm - - im Gegensatz zu den fiblichen ein- fachen Systemen - - die fermentkatalysierte Reaktion zu Beginn mit konstanter Gesehwindigkeit abt/~uft.

Zur polarometrisehen Ermit t lung des Sauerstoffverbrauehs bei gleiehzeitiger Entstehung yon Chinonen wi/rde eine spezielle Megteehnik entwiekelt.

Die ~Jbertragi/ng dieser Best immungsmethode auf ein natfirliehes Milieu (z. B. Obsts/ifte) ist nicht ohne weiteres m6glieh, da fruehteigene Polyphenole ebenso wie das eingesetzte Brenzcateehin als Substrat ffir die Phenolase und somit als l~ber- tr/iger in unserer i%eaktionskette wirken und die Megergebnisse stark beeinflussen.

Wir danken dem Bundeswirtschaftsministerium, der AIF und dem Forsehungskreis der Er- n~hrungsindustrie fiir die freundliche Unterstfitzung dieser Arbeit.

Zur Kenntnis der freien Phosphors~iure in Fruchts~iften

Von

W. DIEMAIR l/rid K. I~FEIFER

Mitteilung aus dem Universitiits-Institut ]iir Lebensmittelchemie, Frank/urt a. M.

Mit 1 Textabbildung

(Eingegangen am 14. November 1961)

Die Phosphors/~ure und ihre Salze kommen in natfirllchen Gemfisen und Frucht- s/~ften in unterschiedlicher Menge vor. Sie spielen bei der physiologischen Beurteflung neben anderen Inhaltsbestandteilen eine wesentliche Rolle. Mengenmi~Big werden sie dadurch erfaBt, dab der Gesamtphosphors~uregehalt in der Asche meist als PeO~ best immt wird. Angaben fiber den Gehalt an freier Phosphors~ure neben phos- phorsauren Salzen liegen im einschl/~gigen Schrifttum nur sp£rlich vor. In jfingster Zeit haben sich H. LANGnNDORF und K. LA~G 1 mit dem Vorkommen freier Phosphor- si~ure in Lebensmitteln besch~ftigt.

Die folgenden experimentellen Untersuchungen und theoretischen Betrachtungen gelten dem Ziel, in Fruchts~ften den Gehalt an freier Phosphors~ure neben phosphor- sauren Salzen zu ermitteln.

1 LA~Gn~DO~F, H., u. K. LA~O: Diese Z. 115, 400 (1961). 14a

210 W. DIEI~AIR und K. PFEIFER:

Die Or~hophosphors~ure i-T~PO,~ kommt als dreiwertige S~ure in vier versehiedenen Dissozia- tionsstufen vor: drei anionischen (H~PO~-, HPO~-, PO~-- ) und einer undissoziierten (ttaPOa). Die Dissoziationskonstanten ~ der einzelnen Stufen

Ka(I) = 7,52 • 10 -a, Ka(II) = 6,23 • 10 -s, Ka(nI) = 1,78 • 10 -i~

unterseheiden sich so stark voneinander, dab praktisch immer nur zwei ~ormen nebeneinander vorliegen kSnnen. Theoretiseh liegen in jedem beliebigen Phosphors/~uregleiehgewicht die vier mSglichen Formen vor, zwei davon aber entsprechend dem Massenwirkungsgesetz (MWG) in so geringen Konzentrationen, dab sic praktiseh nieht mehr meBbar sind.

U m welche zwei F o r m e n kS sich jeweils hande l t , h i n g t yore p H - W e r t der LSsung ab. DiG Abb. 12 zeigt die Ver te i lung der einzelnen Stufen. Danach k a n n dig freie Phosphors/~ure nur im pI~-Bereich bis 4,5 i nmerk l i ehe rMenge vo rkommen . Die Kurven - b i lder s ind m i t Hilfe der , ,klassisehen" Dissoz ia t ionskons tan te Kc bereehne t und deswegen e twas nach l inks versehoben. Verwende t m a n Ka, so erg ib t sich ffir einen HaPO~-Antei l yon l°i00 t i n p t t - W e r t yon 5,12, ffir 1% ein p H yon 4,12.

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8 N 73

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Abb. 1. Abh~ngigkeit der Ionenkonzentrationen yore pH-Wert in einer PhosphorsKure-(Phosphat-)16sung (~ach HOLLEYiA~-WIBERC~)

Die F r a g e nach dem Geha l t an freier Phosphors/~ure in Fruehts/~ften k a n n nur dem oben erw/~hnten p t t - B e r e i e h entspreehen. Es war nahel iegend, m i t Hflfe einer chemischen oder phys ika l i sehen Methode die undissozi ier te freie Phosphors~ture q u a h t a t i v und q u a n t i t a t i v zu erfassen. W i h r e n d bei verschiedenen anderen sehwachen E l e k t r o l y t e n die B e s t i m m u n g der be iden Stufen le icht durehf f ihrbar ist, z. B. Licht - absorp t ionsmessungen , is t ffir dig Phosphorsi~ure keine Methode im einschl/~gigen Sch r i f t t um beschr ieben. E ine quan t i t a t i ve B e s t i m m u n g der undissozi ie r ten S/iure i s t also nu r i nd i r ek t dureh eine p I t -Messung und dureh eine ansehlieBende Bereeh- nung fiber das M W G m6glieh.

LANGENDORF und LA~G h a b e n eine Reihe yon F r u c h t s i f t e n u n d Wein auf ihren Geha l t an G e s a m t p h o s p h a t e n u n d anorganisehen P h o s p h a t e n sowie auf den p i t - W e f t un t e r such t und aus den Ergebn i s sen den Ante i l an frei vor l iegender S~ure (H3P04)

1 Bei den hier angegebenen Dissoziationskonstan~en Ka handelt es sich um die aus den Aktivi- t~ten berechneten Konstanten (Thermodynamische Gleiehgewiehtskonstante), die im Gegensatz zu den aus den Konzentrationen bereehneten Konstanten Kc nicht konzentrationsabhingig sind.

2 Entnommen aus HOLL~A~-WIBE~G: Lehrbuch der anorganischen Chemie. Berlin: Walter de Gruyter u. Co. 1955.

Z u r K e n n t n i s de r f re ien Phosphors /~ure in Fruchts /~f ten 211

mit Hflfe der Henderson-Hasselbaleh-Gleichung bereehnet. Diese Gleiehung ist aus dem MWG

cR+ • CH~po ~- K~--

CH~PO~ leieht abzuleiten, wenn man log c~+ = pit , cE~po; ~- b, c}~o~ = s u n d - logK~----pK~ setzt:

p i t ~- p K~ -[- log ~ .

Nun ist das MWG wie viele physikalisch-chemisehen Gesetze ein Grenzgesetz, das ohne Korrektur nur ffir ideale Zust~nde gilt, im Falle yon ElektrolytlSsungen also nur ffir unendlieh verdfinnte LSsungen. Es kann daher bei L5sungen wie Frucht- s~ften in seiner ursprfinglichen Form nicht angewendet werden. Deshalb ffihrt bier aueh die Anwendung der Henderson-IIasselbaleh-Gleiehung nur zu grob angen/~her- ten Werten, wenn diese aueh gr5Benordnungsm~13ig zutreffen.

Infolge der interionischen Wechselwirkungen in ElektrolytlSsungen, die auf den weitreiehenden Coulomb-Kr/~ften beruhen, muB an dem MWG bei nieht mehr un- endlieh verdfinnten LSsungen eine Korrektur angebraeht werden. Anstelle der Konzentrationen c treten dann die Aktiviti~ten a. Diese beiden Gr5Ben sind dutch die Aktivit/~tskoeffizienten / verkniipft:

an+ " a~po r _ /R+" c~+ •/~r2eor" cK~roy = Ka aH~PO~ ]g~PO~ " CH~PO~

/H + " [H2POT K~=K~ /H~P04

Ist K~ bekannt, so kann man dureh Messung der H+-Aktivit/it, d .h . eine pH- Messung, das Verh£1tnis yon a~por/aR~po, bestimmen. Bei einem bekannten Phosphat- gehalt der LSsung ist zur Berechnung der wahren Konzentration crgpo, noeh die Kennt- his der Aktivit/itskoeffizienten yon H~PO~ und H3PO 4 nStig.

Die exakte experimentelle Bestimmung yon Aktivit£tskoeffizienten ist nur fiber Messungen des chemisehen Potentials (EMK-, Dampfdruck- u. a. Messungen) mSg- Heh und erfordert selbst bei ehffachen Bediugungen (z. B. bei reinen Elektrolyt- 15sungen oder beim Zusatz yon ItC1 oder NaC1) einen ganz erhebliehen MeBaufwand, da die empirische Extrapolation auf die Konzentration Null (bei der die interioni- sehen Wechselwirkungen versehwinden und die Aktivit/~tskoeffizienten gleich Null werden) sehr genaue Messungen bei mSglichst kleiuen Konzentrationen voraussetzt.

Auf der anderen Seite gestattet die Debye-Hfickel-Theorie unter bestimmten Bedingungen eine Bereehnung der Aktivit~tskoeffizienten. In verd/innten LSsungen ist naeh L~wIs und RANDALL die Aktivit/it lediglieh yon der Ionenst£rke J und der Ladung z der Ionen, nicht aber yon ihrer Art abh/ingig. AuBerdem kann die Aktivit~t der undissoziierten Molekeln gleieh 1 gesetzt werden. Die Genauigkeit, die mit einer solehen Bereehnung erreicht wird, ist fiir den vorliegenden Fall vollkommen aus- reiehend, da

1. die Zusammensetzung der zu messenden Fruehts/ifte ffir dieselbe Art stark variieren kann und deshalb nur Mittelwerte angenommen werden kSnnen,

2. eine Beeinflussung, wenn aueh nur yon geringerer Bedeutung, durch andere in organischen Medien immer vorhandene Komponenten nicht exakt erfaBt werden k a n n ~

3. Fruehts/ifte sieh in dem Bereich yon J ~ 0,1 bewegen, in dem die naehfolgende Formel gfiltig ist.

212 W. D:]::~::~ und K. PFEIFER:

Die Formel fiir den Aktivit/~tskoeffizienten / nach der Debye-IIfiekel-Theorie lautet:

AIz÷. _]Vy log ] j= = l ~- BayJ-

wobei / ± den mitt leren Aktivit/~tskoeffizienten der Ionen des Elektrolyten (in unserem Fall H + bzw. Me~ und H2P02) mit den Ladungen z+ bzw. z_ bedeutet.

A und B sind Konstanten, die Tabellen entnommen werden 1 (Ae0 o : 0,505, B20o = 0,328); a ist der ,,mittlere Ionendurehmesser", der erfahrungsgem/iB mit etwa 4 A eingesetzt wird.

Bestimmung der Ionenstiirke J Die Gesamtionenstgrke der L6sung setzt sich aus den einzelnen Ionenstgrken

zusammen naeh der Formel 2 c-~ Konzentrat ion (mol/1)

J = 1/2 Z ci zi z = Ladung

Aus den Arbeiten fiber die Zusammensetzung der Fruchtsiifte ~ ergibt sich, dait bei den Anionen die Citrate und Malate, die Sulfate und Phosphate sowie in gerin- gerem Mal~e die Chloride und bei den Kationen diejenigen yon K, Ca, Mg, Na vor- herrschen und bei der Berechnung der Ionensti~rke berficksichtigt werden miissen. Die organischen S~uren wurden durch Titrat ion mit NaOH als Gesamts~ure be- st immt. Wie eine papierchromatographische Auftrennung nach L6FFL~R und I~ICHL ~ zeigt, enth~lt der Ap/elsa]t nur J~pfels£ure, Orangen- und Grape/ruitsa/t neben Citronen- s~ture Apfels~ture in vernachlitssigbarer Menge, wiihrend im roten Johannisbeer- s~fimost Citronen- und _~pfels/~ure im Verh£1tnis 60:40 vorliegen.

Bei den nachfolgenden Untersuchungen wurde das Phosphat nach t~EIC~A~D ~ und BILTZ 5 best immt, und zwar das anorganisehe Phosphat aus den S£ften direkt, das Gesamtphosphat aber aus der Asche, in der auch die Sulfate und Chloride nach den fiblichen Methoden erfal~t wurden. Die Untersuchungsergebnisse sind in Tab. 1 festgehalten. Die pH-Messungen wurden mit einer Glaselektrode ausgeffihrt. Das Kal ium (K) und das Natr ium (Na) wurde flammenphotometrisch, das Calcium(Ca) durch komplexometrische Titrat ion in der Asche und das Magnesium (Mg) als Pyro- phosphat best immt. Diese Werte sind in Tab. 2 zusammengefal~t.

Tabelle 1. SSuregehalt von Fruchtsi~]ten

Gesamt- anorg. Citronen- "~pfels~ture Chlorid Schwefel- Probe phosphat Phosphat s~ure s~iure

mg/l I mmol/1 mg/1 Immol/l g/l Immol]l g/l mmol/, Img/l ]ramol/l mg/l I mmol/1

Apfelsaf$ Johannisbeersaft Orangens~it Grapefruitsaft

416 4,38 398 4,19 753 7,92 884 9,31

176 1,85 135 1 ,42 4 ~ 2 - ~ , 1 269 2 ,83 9,92 51,7 282 2,97 12,84 66,9

6,70 50,0 3,22 24,0 0-~4

- - 1,61 - - 1 , 3 0

131 1,36 91 0,95

157 1,64 179 1,86

Die Werte der Tab. 1 und 2 geben nur die Gesamtkonzentrationen und nicht die fiir die Ionenst/irke allein mal~gebenden dissoziierten Aateile an.

1 z. ]3. KO~T/)~, (~. : Lehrbuch der Elektrochemie. Weinheim: Chemie 1957. 2 Handbuch der Lebensmittelchemie. Band V, S. 528 iT. 3 LS~FL~R, J. E., u. E. REIC~L: Mikrochim. Acta (Wien) XL, 79--88 (1953). 4 REICHA~D, O.: Diese Z. 85, 158 (1943). 5 BILTZ, I-I., u. W. BmTz: Ausfiihrungen quantitativer Analysen. Zfirich: ttirzel 1947.

Zur Kenntnis der freien Phosphorsiiure in Fruchts/iften 213

Probe

Apfelsaft

Johannis- beersaft Orangen- saft Grape- fruitsaft

Tabelle 2. H+-Ak t i v i t~ i t u n d Me ta l l geha l t yon F r u c h t s d f l e n

lI+-Aktivitiit

(It+)

3,35 4,5" 10 -4

3,15 (mol/1)7,1

3,35 4,5

3,25 5,6

Kalium [ -Natrium

~ mn:ol/1 i

1,20130,7 [20 i0,87 0,90 23,0 37 1,62

1,40 35,8 25 1,09

2,36 60,4 18 0,78

Calcium I ~1agnes'mm

rag/1 mmol/l | rag/1 ! retool/1

128 3,20

119 2,98

95 2,38

91 2,26

2: ~iq3Ieta]l ' H+ nlval/1

97

102

84

75

3,99 46,4

4,18 39,7

3,44 49,0

3,07 72,4

Nur bei den Chloriden und Sulfaten als s tarken Elekt ro ly ten liegt vollst/~ndige Dissoziation vor. Ffir die anderen Anionen wurden die dissoziierten Anteile aus dem MWG ohne Beriicksichtigung tier Aktivit/~tskoeffizicnten berechnet und in Tab. 3 festgehalten. Dabei wurden nur die ersten Dissoziationsstufen der Citronen- und :~pfels/ture berficksichtigt, da die zweiten prakt isch keinen EinfluB haben.

Tabelle 3. A n i o n e n k o n z e n t r a t i o n e n

Phosphor- Citronen- .. Probe s/~ure siiure ~pfels~iure C1- SO~-- XaqAnione n

retool/1 retool/1 mmol/1 mmol/l mmol/1 reval/1

Apfelsaft . . . . . Johannisbeersaft Orangensaft . . . Grapefruitsaft . .

1,75 1,30 2,68 2,76

13,0 33,7 40,1

22,9 8,4 0,34

1,61 1,30

1,36 0,95 1,64 1,86

27,4 24,9 41,3 47,9

(ga( I ) Citronens/iure~ 8,4 " 10 -4, gc ( i )~p fe l s / i u r e - 3,8 • 1 0 - 4 ) .

Bezeichnen wir die Konzen t ra t ion der undissoziierten S/iure mit s, diejenige der 1. Dissoziationsstufe mit a, so gilt

(H +) • a _ K a 8

und, da (H +) bekannt ist, a K a

s (g+)

Nun ist a ÷ s die analyt isch festgestellte Gesamtkonzentra t ion, die --~ ]00 (a ÷ s = 100) gesetzt wird.

Dann ist: a 100 • F

100 - - a F 4 - 1

und s ~ 100- - a .

Es wurden dami t die prozentualen Anteile der beiden Komponen ten festgestellt, aus denen sich durch Multiplikation mit der Gesamtkonzentra t ion direkt die molaren Konzent ra t ionen errechnen lassen.

Fiir die Kat ionen gilt folgende (~berlegung. Da die Elektroneutral i t / i t gew/~hr- leistet sein muB, kSnnen nur soviel ~quivalente an Metallkationen einschlieBlich H + vorliegen, wie Anionen/iquivalente vorhanden sind. Die Molzahlen tier Metalle

214 W. DIE~IAII~ und K. I~EI~ER: Zur Kenntnis der freien Phosphorsgure in Fruchts/~ften

wurden deshalb im Verh/~ltnis ,. aqAnionen reduzier t , u n d auf diese Weise wurde &qMetall + H +

in etw~ der An te i l de r Me ta l l ka t i onen an der G e s a m t k o n z e n t r a t i o n des jeweil igen Metal ls fes tges te l l t (Tab. 4) ~.

Tabelle 4. Metallionenlconzentrationen

Probe

&pfelsaft . . . . . . J o h a n n i s b e e r s a f t . . . Orangensaft . . . . . Grapefruitsaft . . . .

Z~iqAnionen

2:iiqMetall

0,59 0,63 0,84 0,66

K+

mmol/1

18,2 14,4 30,0 39,8

Na +

mmol/l

0,52 1,02 0,92 0,52

Ca++

retool/1

1,89 1,88 2,00 1,49

Mg++

retool/1

2,36 2,64 2,89 2,03

Tab. 5 zeigt die a u s den Tab. 3 u n d 4 nach der e rwghnten F o r m e l be rechne ten I onens t£ rken J u n d die zugehSrigen mi t t l e r en Akt iv i t i i t skoef f iz ien ten 2.

N a c h d e m die mi t t l e r en Akt iv i tg tskoef f iz ien- Tabelle 5. Ionenstdrken J und Aktlvi-

Vitskoe/fizienten

Probe J I ±

Apfelsaft 0,0332 0,84 Johannisbeersaft 0,0305 0,84 Orangensaft 0,0478 0,82 Grapefruitsait 0,0533 0,81

t en nun vorhegen, wobei angenommen wird, dab sie ffir beide Ionen des E l e k t r o l y t e n in ver- d / inn ten LSsungen die gleiche GrSBe haben, is t eine Berechnung der wahren KonZen t ra t ion der freien undissozf ier ten Phosphorsi~ure HaPO a mSglich.

a t t + • aH.~POi- _ K a

aHaPO~

D a aa+---- (H +) durch die pH-Messung fes tgelegt is t u n d die Akt iv i t~ t skoef f iz ien ten von undissoz i ie r ten Molekeln in ve rdf inn ten LSsungen gleich 1 gesetz t werden kSnnen,

g i l t : ]_. • CK2po T _ K a ctt.PO F _ Ka

Cmpo~ (H+) c~0pO, (H+) • /~

Aus d iesem Verhi~ltnis u n d der K o n z e n t r a t i o n des anorganischen Phospha t s e r rechnen sich le icht die K o n z e n t r a t i o n e n der be iden Stufen (Tab. 6).

Tabelle 6. Konzentrationen von H3P04 undH~P04- in Fruchtsiiflen

Probe

Ap~dsait Johannisbeersaft Orangensaft GrapefruRsaft

anorg. (]~+) ]~= PO~

mmol/l

4,, ~ • 10 -~ 0,84 1,85 7,1 0,84 1,42 4,5 0,82 2,83 5,6 0,81 2,97

H2PO~- ~ P O ,

retool/1

1,76 1,32 2,69 2,80

bez. auf anorgan. POi

%

95,2 92,8 95,3 94,3

mmol/l

0,089 0,102 0,136 0,169

bez. auf allorg~ll. POT

%

4,8 ~: 0,4 7,2 ± 0,6 4,7 :[: 0,7 5,7 ~: 0,5

1 ~ immt man dagegen an, dal~ zun~chst aul~er I-I + nur • und Na zur Erhaltung der Elektro- neutralit~t dissoziiert vorliegen und Ca und Mg nur in dem Mai~e dissoziieren, wie es nStig ist, so ergibt sich im Wert yon / ± nur eine Abweichung yon etwa 1%, d. h. es bleibt sich gleich, wie man die Ionenkonzentrationen auf die einzelnen Metalle verteilt.

2 Eine fiberschl~gige Rechnung zeigt, dab eine nochmalige Bestimmung voi1 J , diesmal unter Beriicksichtigung yon / ~: und eine erneute Berechnung yon ] :~ aus diesen korrigier~en J-Werten nur eine Abnahme zwischen 0,5--1°/o ]iefert, was durch Abrundung der Rechenwerte eSw~ aus- geglichen wird.

A. BERGEt¢ und H. HA~S~¢: Zur Qualiti~tserhaltung diinnschMiger Kartoffeln usw. 215

Die angegebenen mitt leren Fehler, die zwisehen 5--10 % liegen, setzen sich haupt- sitchlieh aus den mitt leren Fehlern der pIt-Messungen und der Aktivit/itskoeffizienten zusammen.

Zusammen/assung Aus den vorliegenden Betrachtungen und den experimentellen Ergebnissen

geht hervor, da{~ bei den untersuchten Fruchts£ften die Konzentrat ionen an freier Phosphorsiiure (HaPO4) in der Gr6Benordnung yon 0,1 mmol/1 liegen. Es zeigt sich auch weiterhin, dM] ffir den Anteil an undissoziierter S£ure der pI-I-Wert yon ent- scheidender ]3edeutung ist, so dM~ die yon LA~'GE:SDOR~ und LA~G errechneten Werte yon etwa 1 retool/1 ffir die wesentlich sauereren Citronensitfte durchaus im Bereich des M6glichen liegen.

Zur Qualitfitserhaltung dtinnschaliger Kartoffeln durch R~intgenstrahlen niederer Dosis

Von

A. BERGER und H. HANSEN

Mitteilung au8 der J~undes/orschungsanstalt ]iir Lebensmittel/rischhaltung, Karlsruhe

Mit 6 Textabbildungen

(Eingegangen am 2. Dezember 1961)

I. Einleitung - - Problemstel lung

Bei einem grol3en Tell der zahlreichen bisher durchgeffihrten Untersuchungen fiber die Einwirkung ionisierender Strahlen auf die K e i m h e m m u n g und das Lager- verhMten yon Kartoffeln wurden als Strahlungsquelle radioaktive Isotope oder verbrauchte Kernbrennstoffst/~be benutzt. Die Strahlendosis, die ffir die Keimunter- drfickung notwendig ist, liegt bei ]5000 bis 30000 r 1.

Aus den bisher verSffentlichten Untersuchungen fiber die y-Bestrahlung yon Kar- toffeln geht hervor, dab die Lagerdauer bestrahlter Kartoffeln neben der Strahlen- dosis wesentlieh yon der Kartoffelsorte, den Lagerbedingungen, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit abhhngt 1, 2, ferner wurde gefunden, daft die F£ulnisanf~tlligkeit der Kartoffeln durch Bestrahlung wesentlich erh6ht wird 2, a. Weiterhin zeigte es sich, dab der Stoffwechsel durch die Einwirkung sehr hoher Strahlendosen ungiinstig beeinfluBt wird.

I m Verlauf yon frfiheren Versuchen an einigen deutschen Kartoffelsorten be- obachteten wir, dab durch die Einwirkung yon R6ntgenstrahlen die l~eridermbildung stark gehemmt wird. Auf Grund dieser Beobachtung und angeregt durch die st£ndig wachsenden Ansprfiche der Verbraucher, besonders an die/iuBere Beschaffenheit der Ware, warden Untersuchungen durchgefiihrt, um das , , frfihkartoffel~hnliche" Aussehen yon frischgeernteten dfinnseha]igen Kartoffeln fiber einen Zeitraum yon mehreren Monaten bei einer Lager temperatur yon 15 ° C (in beheizten Hauskellern meist anzutreffen) zu erhalten. Nach raehrmonatiger Lagerung wurden dann die be- strahlten Kartoffeln mit kfihlhaus- und mietengelagerten Kartoffeln verglichen.

K~-P1~oFr, J., u. K. LANG : Strahlenkonservierung und Kontamin~tion yon Lebensmitteln. S. 149. Darmstadt: Steinkopff 1960.

B ~ E R , A. : Atompr~xis 6, 301 (1960). 3 S~.RE~O, M. N., ~[. E. HIOLA~DS, C. E. CV~I~G]tA~: Agric. Exp. Star. Bull. 563, 47 (1957).