Werner Heimann

Über die biogenese von aromastoffen bei pflanzen und früchten-III : Gaschromatographische bestandsaufnahme von apfel-aromastoffen

Zusammenfassung In einer Tabelle werden die bischer von uns in Apfein verschiedener Sorten und in unterschiedlichen Vegetations- und Reifestadien aufgefundenen fluchtigen Aromastoffe zusammengestellt. Die Anreicherung erfolgte nach Homogenisieren und Abpressen durch Extraction mit Pentan/Methylenchlorid (2:1); die Gaschromatographie mit einem Gerat der Firma Siemens unter Verwendung eines Flammenionisationsdetektors.

Über die Bildung und den Abbau von Linolsäurehydroperoxiden in Cerealien Quantitative Bestimmung der Reaktionsprodukte

SummaryOats enzyme and linoleic acid in incubation are shown to form predominantly the 9-hydroperoxyoctadecadienoic acid (9-LHPO) via lipoxygenase catalysis. The secondary decomposition of the hydroperoxides by lipoperoxidase and isomerase controlled enzymatic processes as well as by non-enzymatic ones leads to large amount of descendant acids (9-hydroxy-cis, trans-octadecadienoic acid, 9-hydroxy-cis-12,13-epoxy-trans-10-octadecenoic acid and 9,12,13-trihydroxy-trans-10-octadecenoic acid) which all originate in the 9-LHPO.ZusammenfassungBei Haferenzym-Linolsäure-Incubationen wird durch Lipoxygenasekatalyse stark überwiegend die 9-Hydroperoxyoctadecadiensäure (9-LHPO) gebildet. Daneben entsteht ein vergleichsweise geringer Anteil an 13-LHPO. Der sich anschließende enzymatische (Lipoperoxidase, Isomerase) und nicht-enzymatische Abbau der beiden Hydroperoxide führt zu einem hohen Anteil der aus der 9-LHPO gebildeten 9-Hydroxy-cis,trans-octadecadiensäure, 9-Hydroxy-cis-12,13-epoxy-trans-10-octadecensdure und 9, 12, 13-Trihydroxy-trans-10-octadecensäure.

Über das Lipoxygenase — „Lipoperoxidase” — System in Cerealien. Abtrennung von zwei Proteinkomplexen mit Lipoxygenase — und Linolsäurehydroperoxid-Abbau-Aktivität aus Hafer und Sojabohnen

SummaryBy means of gelchromatography of ammoniumsulfate precipitations from oats and soybeans two fractions (I + II) of protein were obtained. Both fractions proved to have a lipoxygenase and a linoleic acid hydroperoxide activity. The enzyme complexes differ in their molecular weights of >250000 (I) and 100000 (II). The lipoxygenase/„lipoperoxidase” ratio of activity in II was of the order of 30:1. By substrate specific coloring and isoelectric focusing fraction II of soybeans displayed four bands in a pH-range of 5,65–5,80, which differ from oats where only one band at an isoelectric point of 5,70 was observed. An interpretation in terms of a bifunctional lipoxygenase-lipoperoxidase complex is given.ZusammenfassungMittels Gelchromatographie von Ammoniumsulfatpräparaten aus Hafer und Sojabohnen wurden jeweils zwei Proteinfraktionen mit gemeinsamer Lipoxygenase- und Linolsäurehydroperoxid-Abbau-Aktivität erhalten. Beide Enzymkomplexe (I u. II) unterscheiden sich mit > 250000 (I) und 100000 (II) in ihrem Molekulargewicht. Das Aktivitätsverhältnis Lipoxygenase zu “Lipoperoxidase” in II lag für Hafer und Sojabohnen in der Größenordnung von 30:1. Bei der isoelektrischen Fokussierung von II traten nach substratspezifischer Anfärbung bei Sojabohnen vier Banden im pH-Bereich von 5,65-5,80, bei Hafer eine Bande bei einem isoelektrischen Punkt von 5,70 auf. Das Vorliegen eines bifunktionellen Lipoxygenase- „Lipoperoxidase” Komplexes wird diskutiert.

Beitrag zur Sortencharakterisierung der Rebsorte Weißer Riesling

SummaryThe wines we examined of the variety Riesling (White Riesling) have a similar terpene pattern (“terpene profile”), which shows that the monoterpene constituents within the natural variances (caused by differences in ripeness, aging etc.), have a composition characteristic for this variety. The varieties Welschriesling (from South- and East-European countries), Riesling and Kap- or Paarl-Riesling (from South Africa), Hunter-Valley-Riesling (from Australia) and Emerald Riesling (from California, USA) are not identical in their aroma compound composition with the variety White Riesling. A definite differentiation is possible between the wines of the variety Riesling (White Riesling) and those with the name Riesling but not produced from the variety White Riesling by analysing for selected monoterpenes. Ethyl-9-decenoate could be found in all the White Riesling wines examined from abroad but not in the German wines of the same variety.ZusammenfassungAlle untersuchten Weine der Rebsorte Riesling (Weißer Riesling) besitzen ein ähnliches Terpenmuster („Terpenprofil”), das die Monoterpengehalte mit den natürlichen Schwankungsbreiten (u. a. bedingt durch verschiedene Reife, Alterung) in einer für den Weißen Riesling sortencharakteristischen Zusammensetzung zeigt.Die Rebsorten Welschriesling (süd- and osteuropäische Länder), Riesling bzw. Kap- oder Paarl-Riesling (Südafrika), Hunter-Valley-Riesling (Australien) und Emerald-Riesling (Kalifornien/USA) sind in der Aromastoffzusammensetzung nicht identisch mit der Rebsorte Weißer Riesling. Anhand einiger ausgewählter Monoterpenkomponenten ist eine eindeutige Differenzierung zwischen Weinen der Rebsorte Riesling (Weißer Riesling) und denjenigen, die die Sortenbezeichnung Riesling tragen, nicht aber aus der Rebsorte Weißer Riesling hergestellt wurden, möglich.9-Decensdureethylester war in allen untersuchten ausländischen Weinen der Rebsorte Weißer Riesling enthalten, nicht jedoch in Weinen der gleichen Rebsorte aus der Bundesrepublik Deutschland.

Zur Charakterisierung der Lipoxygenase aus Gerste

SummaryLipoxygenase from brewing barley of Nordbaden has optimum activity at alkaline pH and predominantly forms 9-hydroperoxy-10-trans,12-cis-octadecadienoic acid (9-LHPO) from linoleic acid. While at pH 7 90% 9-LHPO is produced, its proportion drops during incubation at more alkaline pH (pH 7,75) to 70%. This positional specifity is not caused by isoenzymes. While linoleic acid methylester is converted only to a lesser degree, trilinolein is not accepted as substrate.ZusammenfassungLipoxygenase aus nordbadischer Brauereigerste besitzt im alkalischen pH-Bereich optimale Aktivität and bildet aus Linolsdure überwiegend die 9-Hydroperoxy-10-trans,12-cis-octadecadiensdure (9-LHPO). Während bei pH 7 90% 9-LHPO gebildetwerden, sinkt dessen Anteil bei Incubationen in stärker alkalischem pH-Bereich (pH 7,75) auf 70%. Diese Wirkspezifität ist nicht durch Isoenzyme bedingt. Während der Linolsäuremethylester vergleichsweise nur in geringerem Maße umgesetzt wird als die freie Säure, wird Trilinolein als Substrat nicht akzeptiert.

Über die Bildung flüchtiger Produkte bei der Lipoxigenase-Linolsäure-Reaktion

SummarySoya-lipoxigenase (E.C.1.13.1.13) is incubated by linoleic acid at room temperature; the arising volatile products are isolated by different methods, concentrated, and investigated by means of gas chromatography.If the non-volatile hydroperoxides, formed during the incubation are also injected, 15–20% are decomposed to volatile products superposing the primarily enzymatically formed volatile components as artefacts and consequently falsifying the result. Without separating the linoleic acid hydroperoxides (LHPO) the quantitative proportion Hexanal/Decadienal is approximately in accordance with the proportion 13-linoleic acid hydroperoxide/9-linoleic acid hydroperoxide (this means for soya-lipoxigenase and pH 7 about 1:1). After separating the linoleic acid hydroperoxides only these volatile products are found which are arising during the lipoxigenase reaction. These are 1–2% in relation to the LHPO.In this case, the quantitative ratio Hexanal/Decadienal is not corresponding to the 13-/9-linoleic acid hydroperoxide proportion. Nearly the only product formed by this process is Hexanal.ZusammenfassungSoja-Lipoxigenase (EC 1.13.1.13) wird bei Raumtemperatur mit Linolsäure incubiert; die dabei entstehenden flüchtigen Produkte werden nach verschiedenen Methoden isoliert, angereichert und gaschromatographisch untersucht. Werden die während der Incubation gebildeten, nicht flüchtigen Hydroperoxide mitinjiziert, so zerfallen diese zu etwa 15–20% unter Bildung von flüchtigen Produkten, die als Artefakte die primär enzymatisch gebildeten flüchtigen Komponenten überlagern und somit das Ergebnis verfälschen. Bei Nichtabtrennung der Linolsäurehydroperoxide (LHPO) entspricht das Mengenverhältnis Hexanal/Decadienal etwa dem Verhältnis 13-Linolsäurehydroperoxid/9-Linolsäurehydroperoxid (dies bedeutet bei Soja-Lipoxidase und bei pH 7 etwa 1:1). Werden die LHPO abgetrennt, so erfaßt man nur die flüchtigen Produkte, die während der Lipoxigenase-Reaktion entstehen. Bezogen auf die LHPO sind dies nur etwa 1–2%. Das Mengenverhältnis Hexanal/Decadienal entspricht in diesem Fall nicht dem von 13-LHPO/9-LHPO; es wird fast ausschließlich Hexanal gebildet.Soya-lipoxigenase (E.C. 1.13.1.13) is incubated by linoleic acid at room temperature; the arising volatile products are isolated by different methods, concentrated, and investigated by means of gas chromatography. If the non-volatile hydroperoxides, formed during the incubation are also injected, 15-20% are decomposed to volatile products superposing the primarily enzymatically formed volatile components as artefacts and consequently falsifying the result. Without separating the linoleic acid hydroperoxides (LHPO) the quantitative proportion Hexanal/Decadienal is approximately in accordance with the proportion 13-linoleic acid hydroperoxide/9-linoleic acid hydroperoxide (this means for soya-lipoxigenase and pH 7 about 1:1). After separating the linoleic acid hydroperoxides only these volatile products are found which are arising during the lipoxigenase reaction. These are 1-2% in relation to the LHPO. In this case, the quantitative ratio Hexanal/Decadienal is not corresponding to the 13-/9-linoleic acid hydroperoxide proportion. Nearly the only product formed by this process is Hexanal.

Untersuchungen über die Entstehung flüchtiger Verbindungen aus radikalischen Reaktionszwischenstufen bei der Lipoxygenase-Reaktion

SummaryThe development of volatile compounds arising from radicals during intermediate reaction steps of the lipoxygenase-linoleic-acid-reaction (from soy) was investigated in model experiments with defined conditions. The results indicate as follows: Among the volatile compounds formed, hexanal has a special position. Its development is closely connected to the enzymatic formation of the 13-linoleic-acid-hydroperoxide because it is formed from the 13-linoleic-acid-peroxy-radical, which is a direct precursor of the 13-linoleic-acid-hydroperoxide. The other volatile products are apparently formed in the same way as by autoxidation. Their development is favoured by lack of oxygen, when the primarily formed linoleic-acid-radicals cannot react rapidly with the oxygen-radicals to form hydroperoxides.A small part of the volatile compounds is formed by autoxidation which always accompanies the enzymatic reaction.ZusammenfassungDurch Modellversuche unter definierten Bedingungen wurde die Entstehung flüchtiger Verbindungen aus radikalischen Reaktionszwischenstufen der Lipoxygenase-Linolsäure-Reaktion (Soja) untersucht.Diese Versuche zeigten folgende Ergebnisse: Hexanal nimmt unter den entstehenden flüchtigen Verbindungen eine Sonderstellung ein. Seine Bildung ist sehr eng mit der enzymatischen Bildung der 13-Hydroperoxy-9-cis,11-trans-octadecadiensäure (13-LHPO) verknüpft; es entsteht aus der direkten Vorstufe des 13-LHPO, dem 13-Linolsäureperoxyradikal. Die anderen flüchtigen Produkte scheinen bei der Lipoxygenase-Reaktion auf den gleichen Wegen zu entstehen wie bei der Autoxydation [1, 2]. Ihre Bildung ist vor allem bei Sauerstoffmangel begünstigt, wenn die zunächst gebildeten Linolsäureradikale nicht schnell mit Sauerstoffradikalen zu Hydroperoxiden reagieren können.Ein kleiner Teil der flüchtigen Substanzen wird auch durch die neben der enzymatischen Reaktion ablaufenden Autoxydation gebildet.The development of volatile compounds arising from radicals during intermediate reaction steps of the lipoxygenase-linoleic-acid-reaction (from soy) was investigated in model experiments with defined conditions. The results indicate as follows: Among the volatile compounds formed, hexanal has a special position. Its development is closely connected to the enzymatic formation of the 13-linoleic-acid-hydroperoxide because it is formed from the 13-linoleic-acid-peroxy-radical, which is a direct precursor of the 13-linoleic-acid-hydroperoxide. The other volatile products are apparently formed in the same way as by autoxidation. Their development is favoured by lack of oxygen, when the primarily formed linoleic-acid-radicals cannot react rapidly with the oxygen-radicals to form hydroperoxides. A small part of the volatile compounds is formed by autoxidation which always accompanies the enzymatic reaction.

Über die Wirkungsinversion bei Fett-Antioxygenen I. Mitteilung Vergleich zwischen dem Verhalten tierischer und pflanzlicher Fette gegenüber Antioxygenen

ZusammenfassungPhenolische Antioxygene zeigen beitierischen Fetten den Effekt einer Wirkungsinversion, d. h. die antioxygene Wirkung nimmt bei steigender Konzentration des Antioxygens zunächst zu, um nach Überschreiten einer gewissen optimalen Konzentration wieder abzunehmen.Beipflanzlichen Fetten zeigen sehr geringe Antioxygenkonzentrationen praktischkeine antioxydative Wirkung; etwas höhere Konzentrationen, die bei tierischen Fetten stark antioxydativ wirken, zeigen hier einen deutlichprooxydativen Effekt. Dieses scheinbar andersartige Verhalten der pflanzlichen Fette beruht darauf, daß die optimale Antioxygenkonzentration bei pflanzlichen Fetten wegen ihres im Vergleich zu den tierischen Fetten sehr hohen Gehalts an natürlichen Schutzstoffen bereits bei recht geringen Antioxygenzusätzen überschritten wird.Bei gleichem Gesamtgehalt an Antioxygenen (natürlichen + zugesetzten) scheint ein grundsätzlicher Unterschied zwischen tierischen und pflanzlichen Fetten nicht zu bestehen.Der Eintritt der Wirkungsinversion ist im wesentlichen unabhängig davon, ob die optimale Konzentration nur durch ein einziges Antioxygen oder durch die Summe mehrerer Antioxygene überschritten wird.

Radiogaschromatographische Analyse flüchtiger Aldehyde, die bei der mit Soja- und Hafer-Lipoxygenase katalysierten Linolsaure-Oxidation entstehen

SummarySoya- and oats-lipoxygenase (E. C. 1. 13. 1. 13.) are incubated by14C-marked linoleic acid. The volatile aldehydes arising thereby are isolated. The activity of the components separated by gaschromatography is written down by a printing indicator and the impulses/min are registered and printed out by a ratemeter. Thus the aldehydes which are produced by the enzymatic oxydation with lipoxygenase from the molecule of the linoleic acid can be determined. The composition of the mixture of aldehydes is calculated in mol-% from the measured impulses per peak. A possible origin of pathway is indicated for the main reaction products hexanal (soya-lipoxygenase) and non-trans-2-enal (oats-lipoxygenase).ZusammenfassungSoja- und Hafer-Lipoxygenase (E. C. 1. 13. 1. 13.) werden mit14C-mar-kierter Linolsäure incubiert. Die dabei entstehenden flüchtigen Aldehyde werden isoliert, angereichert und radiogaschromatographisch untersucht. Die Aktivität der gasehromatographisch getrennten Komponenten wird gemessen, and die Impulse/min von einem Ratemeter registriert. So lassen sich die Aldehyde, die bei der enzymatischen Oxydation mit Lipoxygenase aus dem Molekül der Linolsäure entstehen, bestimmen. Aus den gemessenen Impulsen je Peak wird die Zusammensetzung des Aldehydgemisches in Mol-% berechnet. Für die Hauptreaktionsprodukte Hexanal (Soja-Lipoxygenase) and Non-trans-2-enal (Hafer-Lipoxygenase) wird ein möglicher Entstehungsweg angegeben.

Zur Bestimmung der Ascorbinsäaure auf papierchromatographischem Weg.

ZusammenfassungVorliegende Untersuchungen zeigen, daß Ascorbinsäure auf papierchromatographischem Weg einwandfrei von anderen in Lebensmitteln und biologischem Material vorhandenen reduzierenden Verbindungen zu unterscheiden ist. Als Lösungsmittel diente die obere Schicht einer Butanol-Eisessig-Wasser-Mischung; zur Entwicklung wurde eine Molybdänlösung verwendet, mit der alle genannten Verbindungen sichtbar gemacht werden konnten.Es ist möglich, von Ascorbinsäure folgende, die üblichen Ascorbinsäurebestimmungsmethoden störenden Stoffe papierchromatographisch abzutrennen: Sulfhydrilverbindungen wie Cystein und Glutathion, Sulfit und Thiosulfat, Eisen(II)- und Zinn(II)-Salze, Redukton und Reduktinsäure sowie Quercetin.Auch reduzierende Zucker (Glucose, Fructose, Galaktose, Xylose and Arabinose), ferner Kojisäure und Tannin weisen papierchromatographisch ein deutlich von der Ascorbinsäure zu unterscheidendes Verhalten auf.Eine exakte Trennung der d-Arabo-ascorbinsäure (Isoascorbinsäure) von der 1-Xylo-ascorbinsäure (Ascorbinsäure) ist papierchromatographisch mit dem hier verwendeten Lösungsmittel in der relativ sehr kurzen Laufzeit (5–6 Std.) wegen der praktisch gleichen Rf-Werte nicht möglich.Das Verfahren eignet sich unter Einhaltung bestimmter Maßnahmen auch zur quantitativen Bestimmung der Ascorbinsäure.