W. Heimann

Über die Biogenese von Aromastoffen bei Pflanzen und Früchten IV. Mitteilung Bildung der Aromastoffe des Apfels im Verlauf des Wachstums und bei der Lagerung

SummaryBy using gas chromatography in connection with differential chromatographic methods the apple aroma substances were seperated, identified and determined quantitatively. A comparison of different apple varieties showed that the aromatic differences were mostly of quantitative nature and that the aromas composition strongly depended on the stage of growth, on the degree of ripening and on the storage conditions. Decisive for the formation of aroma substances were the conditions immediately after harvest and at the beginning of storage; the knowledge of these factors are considered essential for preserving and improving technology.ZusammenfassungDas Aroma intakter Früchte wird nach unseren Feststellungen bei der Zerstörung des Zellverbandes ohne Inhibierung der fruchteigenen Enzyme stark verändert. Aufarbeitungen zur Isolierung der „natürlichen” Aromastoffe wurden deshalb „inhibierend” vorgenommen. In Anbetracht unserer Befunde, wonach die verschiedenen Aromakomponenten einer Frucht im Verlauf ihrer Vegetation mengenmäßig verändert werden, waren Methoden auszuarbeiten, die quantitative Vergleiche der wesentlichen Aromakomponenten zwischen Früchten gleicher und verschiedener Sorten ermöglichen. Diese methodischen Voraussetzungen konnten durch Ausarbeitung standardisierbarer Aufarbeitungs-, Konzentrierungs-, Trenn- und Nachweismethoden erfüllt werden. Damit war die Grundlage zur Untersuchung der Biogenese pflanzlicher Aromastoffe geschaffen.

Über das Vorkommen der Hydroxyzimtsäuren im Gemüse

SummaryMost of the species of fresh German vegetables have been investigated for the concentrations of the hydroxycinnamic acids (p-coumaric, ferulic, caffeic acid). These acids do not occur in free, but in a bond form in very different quantities — mostly less than 10 mg/100 g. Only in lettuce, endive, cornsalad and leaves of carrots we have found more than about 50 mg caffeic acid/100 g. Sinapic acid was found in the cabbage-subspecies(Brassica oleracea) only.Further on we studied the influence of storage on the hydroxycinnamic acids in stored carrots and potatoes and also in canned spinach, carrots and celery roots. Heat sterilization and freezing seem to be without distinct influence on the hydroxycinnamic acids and their concentration.ZusammenfassungIn einer größeren Zahl frischer deutscher Gemüsearten wurde der Gehalt an einzelnen Hydroxyzimtsäuren (p-Cumarsäure, Ferulasäure, Kaffeesäure) festgestellt. Diese Säuren kommen nicht frei, sondern in gebundener Form in recht unterschiedlichen Mengen — meist unter 10 mg/100 g — vor. Nur in Kopfsalat, Endivien, Feldsalat und Möhrenblättern wurden über etwa 50 mg Kaffeesäure/100 g aufgefunden. Sinapinsäure war nur in den Kohlarten enthalten.Weiter wurde der Einfluß der Lagerung bei Möhren und Kartoffeln sowie bei Spinat, Möhren und Sellerie in Dosen/Gläsern auf die Hydroxyzimtsäuren geprüft. Hitzekonservierung und Tiefgefrieren scheinen ohne wesentlichen Einfluß zu sein.

Über die Biogenese von Aromastoffen bei Pflanzen und Früchten, VI. Mitteilung Ester, Alkohole, Carbonylverbindungen und Phenoläther des Bananenaromas

SummaryIf bananes are preparated under inhibition of fruit enzymes for aroma concentrates, it is possible to identify the naturally present aroma components by gas chromatography. The 80 esters, 40 alcohols, 23 carbonyl-compounds and 4 phenolethers so far found by gas chromatographic retention comparisons with several seperation columns and by chemical seperation analysis, are to be considered as real metabolism products of the banana fruit. The quantitatively dominating esters present in banana aroma, especially, i-amylacetate, result in a typical ester aroma.ZusammenfassungWerden Bananen unter Inhibierung der fruchteigenen Enzyme standardisiert zu Aromakonzentraten aufgearbeitet, dann ist eine gaschromatographische Bestandsaufnahme der natürlich vorkommenden Aromakomponenten möglich. Die bisher durch gaschromatographische Retentionsvergleiche auf mehreren Trennsäulen und durch chemische Ausscheidungsanalyse gefundenen 80 Ester, 40 Alkohole, 23 Carbonylverbindungen und 4 Phenoläther sind weitgehend als echte Stoffwechselprodukte der Banane zu betrachten. Die zahlen- und mengenmäßig im Bananenaroma dominierenden Ester, unter denen i-Amylacetat hervortritt, bedingen ein typisches Esteraroma.

Über die Biogenese von Aromastoffen bei Pflanzen und Früchten V. Mitteilung Anreicherung, Trennung und Identifizierung von Bananenaromastoffen

SummaryThere are methods discussed for preparation of fruit aroma concentrates which are equivalent to the natural aroma of the fruits. Besides inhibition of the fruit enzymes before destruction of the fruits cellular structure, the physiological condition of the fruits during aroma preparation is of special significance for obtaining a definite, optimum aroma composition.Problems of seperation and identification, which arise in natural fruit aromas (300–400 single components of different concentration and chemical constitution) are discussed. A method is described to isolate and to concentrate components of fruit aroma. The isolated aroma components are characterized by means of chemical micro methods in connection with gas chromatography. An IR-microtechnique allows the development of a spectrum with 50–150μg substance per each aroma component isolated. With a selection of samples it is demonstrated how the combination of gas chromatography and mass-spectroscopy contributes to identification.ZusammenfassungEs werden Methoden diskutiert, die es erlauben, Fruchtaromakonzentrate zu gewinnen, die dem natürlichen Aroma der Früchte entsprechen. Neben der Inhibierung der fruchteigenen Enzyme vor Zerstörung des Zeltverbandes der Früchte ist besonders der physiologische Zustand der Früchte zum Zeitpunkt der Aromagewinnung von Bedeutung, um eine definierte, optimale Aromazusammensetzung zu erhalten.Trennprobleme und Identifizierungsmethoden, die sich bei natürlichen Fruchtaromen (300–400 Einzelkomponenten unterschiedlichster Konzentration und chemischer Konstitution) ergeben, werden diskutiert. Es wird eine Methode beschrieben, die es erlaubt, Komponenten aus Fruchtaromakonzentraten zu isolieren und anzureichern. Die isolierten Aromakomponenten werden mit Hilfe von chemischen Mikromethoden in Verbindung mit der Gaschromatographie charakterisiert. Eine IR-Mikrotechnik erlaubt mit 50–150μg Substanz je isolierter Aromakomponente die Herstellung eines Spektrums. An einer Auswahl von Beispielen wird gezeigt, welchen Beitrag die Kopplung der Gaschromatographie mit der Massenspektrometrie zur Identifizierung leistet.

Über Aminosauren in Früchten und deren Verhalten während Wachstum und Reife I. Mitteilung Quantitative Bestimmung von freien und gebundenen Aminosäuren in verschiedenen Früchten

SummaryPrerequisite for a quantitative analysis of the amino acids in fruits is a preparative treatment which inhibits the characteristic fruit-enzymes.Without inhibition of the fruit-enzymes, marked quantitative changes in the cells occur, which prohibit exact and reproducable investigations on the chemical composition of the fruit in its various physiological stages.Inhibiting methodes and quantitative determinations enable an exact inventary of free amino acids in a member of stone and soft fruits. The results showed the presence of especially glutamic acid, aspartic acid, glutamine, asparagine and alanine in various fruits. For comparative purposes, inhibition-experiments with spinach also were carried out.ZusammenfassungVoraussetzung für die quantitative Analyse der Aminosäuren in Früchten ist eine Aufarbeitungsmethode, bei der die fruchteigenen Enzyme inhibiert werden. Bei der Aufarbeitung ohne Inhibierung der fruchteigenen Enzyme kommt es beim Zerstören des Zellverbandes zu starken mengenmäßigen Veränderungen. Damit wären exakte und reproduzierbare Angaben über die stoffliche Zusammensetzung in verschiedenen physiologischen Stadien der Frucht nicht mehr möglich.Inhibierende Aufarbeitungsmethoden und quantitative Bestimmungen erlaubten eine exakte Bestandsaufnahme an freien Aminosäuren in einigen Steinobst-, Kernobst- und Beerenfrüchten. Dabei zeigte sich, daß besonders Glutaminsäure, Asparaginsäure, Glutamin, Asparagin und Alanin in den verschiedenen Früchten vorhanden sind. Inhibierungsversuche wurden vergleichsweise auch an Spinat durchgeführt.

Modellversuche zum Verhalten der schwefligen Säure bei oxydativen Prozessen II. Mitteilung Bindung von schwefliger Säure an Oxydationsprodukte der Ascorbinsäure

SummaryBy using new polarographic methods, the association of sulfurous acid and dehydroascorbic acid Were studied in the range of pH 3–5. In this range it Was possible to determine the dissociation and the velocity constants of association and dissociation. From the results it is concluded that measurements of this kind only can be made by the polarographic rapid technique. The sources of error in using the titrimetric method are discussed and quantitatively determined.From the controversial results in the literature on the dissociation reaction of sulfurous acid, the findings ofJoslyn andBraverman could be confirmed.Simple results show that browning caused by products from non-oxidative decompostion of dehydroascorbic acid did not show up if sulfurous acid is present; an explanation for this is given.ZusammenfassungUnter Anwendung polarographischer Methoden wurde die Assoziation von schwefliger Säure und Dehydroascorbinsäure im Bereich von pH 3–5 untersucht. Es konnten in diesem Bereich die Dissoziationskonstanten und die Geschwindigkeitskonstanten von Assoziation und Dissoziation bestimmt Werden. Aus den ermittelten Daten geht hervor, daß derartige Messungen nur mit Hilfe der polarographischenRapid-Technik durchgeführt Werden können. Die Fehlerquellen bei titrimetrischen Bestimmungen von freier, neben gebundener schwefliger Säure werden diskutiert und quantitativ erfaßt.Von den widersprüchlichen Literaturangaben über das Dissoziationsverhalten der schwefligen säure konnte die vonJoslyn u.Braverman bestätigt werden.Einfache Versuche zeigen, daß Bräunung durch Produkte aus dem nichtoxydativen Abbau der Dehydroascorbinsäure bei Anwesenheit von schwefliger Säure nicht auftritt; eine Erklärung wird gegeben.

Enzymatisch-oxidative veränderung von limonen bei der Zerstörung des Zellverbandes von Früchten

Abstract Limonene, one of the major components of orange flavour, is changed during the destruction of cell structure in the fruits to a greater or less extent depending on biochemical factors. This enzymic-oxidative process can be inhibited by addition of 80% MeOH, trichloracetic acid, CO 2 or quercetin.

On the amino acids of fruits and their behaviour during growth and ripening. I. Quantitative determination of free and bonded amino acids in various fruits.

SummaryPrerequisite for a quantitative analysis of the amino acids in fruits is a preparative treatment which inhibits the characteristic fruit-enzymes.Without inhibition of the fruit-enzymes, marked quantitative changes in the cells occur, which prohibit exact and reproducable investigations on the chemical composition of the fruit in its various physiological stages.Inhibiting methodes and quantitative determinations enable an exact inventary of free amino acids in a member of stone and soft fruits. The results showed the presence of especially glutamic acid, aspartic acid, glutamine, asparagine and alanine in various fruits. For comparative purposes, inhibition-experiments with spinach also were carried out.ZusammenfassungVoraussetzung für die quantitative Analyse der Aminosäuren in Früchten ist eine Aufarbeitungsmethode, bei der die fruchteigenen Enzyme inhibiert werden. Bei der Aufarbeitung ohne Inhibierung der fruchteigenen Enzyme kommt es beim Zerstören des Zellverbandes zu starken mengenmäßigen Veränderungen. Damit wären exakte und reproduzierbare Angaben über die stoffliche Zusammensetzung in verschiedenen physiologischen Stadien der Frucht nicht mehr möglich.Inhibierende Aufarbeitungsmethoden und quantitative Bestimmungen erlaubten eine exakte Bestandsaufnahme an freien Aminosäuren in einigen Steinobst-, Kernobst- und Beerenfrüchten. Dabei zeigte sich, daß besonders Glutaminsäure, Asparaginsäure, Glutamin, Asparagin und Alanin in den verschiedenen Früchten vorhanden sind. Inhibierungsversuche wurden vergleichsweise auch an Spinat durchgeführt.

Über die Biogenese von Aromastoffen bei Pflanzen und Früchten@@@About the biogenesis of aroma substances in plants and fruits: VIII. Mitteilung Zur Biogenese der in Bananen gefundenen Aromastoffe

SummaryInvestigations about the biogenesis of aroma substances in fruits take for granted that the aroma components, present in small amounts and large numbers, can be isolated and concentrated without any enzymatic resp. chemical changes. Enzymatic reactions, occurring with remarkable intensity without inhibition of the enzyme at the moment of cell destruction, also initiate the formation of components, which are not or only present in minor amounts in natural cells. By immediate inhibition of the fruit enzyme, followed by standardized and careful concentration, quantitatively and qualitatively “pure” metabolism products could be isolated; on the basis oft heir gaschromatografic and spectroscopical investigation, considerations on their biogenesis could be made.Four basicly different reactions are discussed:1.Amino acids as precursor of aroma substances in bananas.2.Derivation of aroma substances from the fatty acid metabolism.3.Change of phenyl-alanin to phenol-ether.4.Enzymatic-oxidative cleavage of unsaturated fatty acids.ZusammenfamungBiogeneseuntersuchungen über Aromastoffe von Früchten setzen voraus, daß die in kleinen Mengen und großer Zahl vorkommenden Aromakomponenten ohne enzymatische bzw. chemische Veränderungen isoliert and angereichert werden. Enzymatische Reaktionen, die ohne Inhibierung der Enzyme im Moment der Zerstörung des Zellverbandes mit erheblicher Intensität einsetzen, bewirken auch die Bildung von Komponenten, welche im natür-Zellverband nicht oder nur in untergeordneter Menge vorkommen. Durch Sofortinhibierung der fruchteigenen Enzyme und nachfolgende standardisierte und schonende Konzentrierung konnten quantitativ and qualitativ „echte” Stoffwechselprodukte isoliert und auf deren eingehender gaschromatographischer und spektroskopischer Untersuchung Betrachtungen über die Biogenese aufgebaut werden. Vier grundsätzlich verschiedene Reaktionswege werden zur Diskussion gestellt:1.Aminosäuren als Precurosr von Bananenaromastoffen,2.Abzweigung von Aromastoffen aus dem Fettsäurentoffwechsel,3.Umwandlung von Phenylalanin in Phenoläther,4.Enzymatisch-oxidative Spaltung ungesättigter Fettsäuren.

Über Aminosäuren in Früchten und deren Verhalten während Wachstum und Reife

SummaryThe free amino-acid content of different varieties of apples and bananas during growth and ripening was investigated. In 6 investigated apple varieties during growth mainly glutamin, aspartic and glutamic acid were found (building-phase). With proceeding vegetation in the tree, other amino acids are formed too. In the climacteric ripening process during storage of the fruits, very strong fluctuations of the protein-nitrogen as well as the free amino-acids occur in apples and bananas (rebuilding-phase).ZusammenfassungÄpfel verschiedener Sorten und Bananen sind während Wachstum und Reifung auf ihren Gehalt an freien Aminosäuren untersucht worden. In den 6 untersuchten Apfelsorten wurden während des Wachstums hauptsächlich Glutamin, Asparaginsäure und Glutaminsäure gebildet (Aufbauphase). Mit fortschreitender Vegetation am Baum werden auch andere Aminosäuren gebildet. Im klimakterischen Reifungsprozeß während der Lagerung der Früchte kommt es bei Äpfeln und Bananen zu starken Schwankungen sowohl des Proteinstickstoffs als auch der freien Aminosäuren (Umbauphase).