Beitr?ge zur biochemie der k?sereifung VIII. Mitteilung Die Proteinasen des Sauermilehk?ses und deren Aktivit?t im Verlauf der Reifung

Zusammenfassung Unter Benutzung der Mikrotitration von Carboxylgruppen in alkoholischer Lösung nachGrassmann undHeyde wurde ein Verfahren zur Bestimmung der Proteinaseaktivität in Glycerin-Wasser-Extrakten aus reifendem Sauermilchkäse ausgearbeitet. Die so erhaltenen Fermentextrakte weisen gegenüber Casein als Substrat proteolytische Aktivität mit Optima bei p_H 4,6–4,8 und p_H 7,6–7,8 auf. Extrakte aus Käse-Aceton-Trockenpräparaten waren ohne Wirkung; Fraktionierung mit Ammoniumsulfat lieferte unbefriedigende Ergebnisse. Dialyse mindert die Aktivität in beiden p_H-Bereichen, Hitzebehandlung zerstört sie schnell und vollständig. Im Verlauf der Käsereifung erfolgt mit zunehmendem p_H-Wert der Käsemasse eine ständige Steigerung der Proteinaseaktivität, die außerdem von äußeren Reifungsbedingungen und vom Zusatz der Reifungssalze abhängig ist. Die Reaktionsgeschwindigkeit der enzymatischen Hydrolyse folgt in beiden p_H-Bereichen annähernd dem Gesetz nullter Ordnung. Die Caseinhydrolyse ist bei p_H 4,8 proportional dem Gehalt an Käseproteinase; bei p_H 7,8 weicht sie für Extraktmengen über 1 ml pro 5 ml Ansatz vom linearen Anstieg der Hydrolyse ab und nähert sich einem Grenzwert des Umsatzes. Käseextrakte der untersuchten Art wirken nicht milchgerinnend. Das Substrat Hämoglobin wird imp _H-Bereich 3–5, optimal bei etwa p_H 4,0 gespalten. Zusatz von Toluol oder Streptomycin zum Bebrütungsansatz wirkt hemmend auf die Proteinaseproduktion durch Mikroorganismen, Zusatz von Penicillin ist wirkungslos. Das für Chymotrypsin spezifische synthetische Substrat N-Acetyl-phenylalanin--naphthylester wird durch Fermentextrakte nicht hydrolysiert. Der imsauren itp _H-Bereich wirksame Fermentanteil wurde aktiviert durch Ascorbinsäure + Fe, Kaliumcyanid (Substrat Hämoglobin); er wurde gehemmt durch Jodessigsäure, Cu, Fe, Ag, Pb und Cysteinhydrochlorid (Substrat Hämoglobin). Ohne Einfluß auf die Aktivität waren Zusätze von Cysteinhydrochlorid, Cysteinhydrochlorid + Fe, Natriumsulfid, Kaliumcyanid, Zn, Mn, Ascorbinsäure, Laurylsulfonat. Natriumsorbinat, Extrakten aus Zigerkleekraut und Kümmel, Fluorphosphaten, Penicillin und Streptomycin. Diealkalisch wirkende Proteinasenkomponente wurde durch Trypsininhibitor aus Pankreas, Laurylsulfonat, Ag- und Pb-Ionen gehemmt. Ohne Einfluß waren Trypsininhibitoren aus Soja, Rinderblut und Eiereiweiß, Fe, Mn- und Ca-Ionen, Natriumsorbinat, Extrakte aus Zigerkleekraut und Kümmel, Fluorphosphate, Penicillin und Streptomycin.Die Durchführung der Arbeit wurde durch Gewährung einer Forschungsbeihilfe gefördert. Unser Dank hierfür gebührt dem Senator für Kreditwesen und dem Senator für Volksbildung, Hauptamt Wissenschaft und Forschung Berlin.     

Beitr?ge zur Biochemie der K?sereifung

Zusammenfassung Mit Hilfe der Tetrazolium- und Methylenblautechnik wurde das Dehydrasensystem reifenden Sauermilchkäses untersucht. Die Dehydrasen sind streng zellgebunden, ihre Aktivität nimmt im Gange der Reifung beträchtlich zu; wobei effektive und potentielle Aktivität weitgehend gleich sind. Die Enzyme erwiesen sich als relativ hitze- und kältelabil. Sie werden durch zahlreiche spezifische Inhibitoren gehemmt. Auf Grund dieser Hemmwirkungen konnte das Dehydrasensystem des Sauermilchkäses weitgehend aufgetrennt und nach der Art einzelner Enzymtypen gegliedert werden. Aktivierungsversuche mit einer Reihe von Substraten zeigten, daß insbesondere Glucose, Alkohol, Bernsteinsäure, Brenztraubensäure und Milchsäure durch die hier geprüften Desmolasenenzyme im reifenden Käse abgebaut werden.Die vorliegende Arbeit wurde durch eine Beihilfe der Chemischen Industrie gefördert; hierfür sei auch an dieser Stelle verbindlich gedankt. Bei Durchführung der MB-Versuche wurden wir durch Fräulein L. Gassmann ausgezeichnet unterstützt.     

Beitr?ge zur Biochernie der K?sereifung XV. Mitteilung Das Verhalten des Serins und Threonins im Verlaufe der Reifung

Zusammenfassung Ausgehend von Sauermilchquark, der mit übernormalen und normalen Reifungssalzmengen sowie ohne jede Salzgabe dem üblichen Reifungsprozeß von Harzer Käse unterworfen werden war, wurde für verschiedene Stadien der Reifungsführung die Stickstoff-, Serin- und Threoninbilanz aufgestellt. Käsemasse ohne Reifungssalze zeigt schon nach 7 Tagen Verluste an Serin und Threonin von 15–17%, die nach insgesamt 28 Tagen auf bis zu 20% ansteigen. Kase normaler Reifungsführung erleidet nach 7 Tagen eine Serineinbuße von rund 7%, jedoch keine merkliche Threoninminderung. Die deutlichen Threoninverluste bei der Schnellreifung (etwa 7%) lassen die letztgenannte Reifungsart als ernährungsphysiologisch nicht empfehlenswert erscheinen. Trotz der z. T. recht beträchtlichen Aminosäureverluste treten freies Serin und Threonin nur in äußerst geringen Mengen auf. Bebriitungsversuche mit gewaschenen Käsesuspensionen unter Zusatz von Pyridoxalphosphat, Pantothensäure, Folsäure und Biotin zeigten, daß zugegebene Oxyaminosäuren in großem Ausmaß abgebaut werden, wobei alle genannten Cofaktoren wesentliche Aktivitätssteigerungen der abbauenden Enzyme bewirken. Papierchromatographisch konnten -Aminobuttersäure und -Alanin als Abbauprodukte von Threonin und Serin nachgewiesen werden. Die Bedeutung der Untersuchungsbefunde für die Biochemie der Käsereifung wird erörtert.Die Arbeit wurde durch ERP-Mittel gefördert, deren Bereitstellung wir den Senatoren für Kreditwesen und für Volksbildung in Berlin verdanken.     

Beitr?ge zur Biochemie der K?sereifung XVI. Mitteilung Die Phosphatasensysteme des Sauermilchk?ses und ihre Entwicklung w?hrend der Reifung

Zusammenfassung In gereiftem Sauermilchkäse wurde eine alkalische Phosphatase mit dem p_H-Optimum 9,95–10,2 und eine saure Phosphatase mit dem Wirkungsoptimum bei p_H 5,2–5,7 gefunden. Das alkalische Ferment ist bedeutend reichlicher vorhanden als das saure Enzym. Die Bildung beider Phosphatasen im Verlauf der Käsereifung sowie die Aktivitätsentwicklung von der Rinde her, läßt auf ihren mikrobiellen Ursprung schließen. Normale und anomale Reifungsführungen zeigen grundsätzlich verschiedene Enzymbildung, sowohl nach Art wie nach Menge beider Phosphatasentypen. Verhalten beim Erhitzen und bei der Dialyse sowie Wirkung von Effectoren und Spaltung verschiedener Phosphosubstrate grenzen die hier untersuchten Phosphatasen scharf gegeneinander, außerdem auch gegenüber Rohmilchphosphatase ab. Die effektive Phosphatase zeigt den von GAZE diskutierten protective mechanism. Als Beispiel substratspezifischer Phosphatasenwirkung wurde die enzymatische Hydrolyse des Na-pyrophosphates näher untersucht, die optimal bei p_H 6,3 verläuft. Die Bedeutung phosphatatischer Spaltungen für Cofermente von der Art des Pyridoxalphosphates wurde erörtert.Die vorliegende Arbeit wurde durch Gewährung einesBattelle-Stipendiums gefördert; hierfür sei auch an dieser Stelle verbindlichst gedankt.     

Die Butterstruktur auf Grund von Beobachtungen an Mikrotomschnitten

Zusammenfassung An Mikrotomschnitten von Sauerrahmbutter, deren Herstellung genau beschrieben wird, sind folgende Einzelheiten zu beobachtenDie Ausmaße der mitLuft gefüllten Hohlrme, die z. T. makroskopisch als Löcher in den Schnitten zu erkennen sind, übertreffen die der Fettkügelchen und Feuchtigkeitströpfchen erheblich. Man gewinnt den Eindruck, daß die Hohlräume nicht zum eigentlichen Emulsionsgefüge gehören und eher mit den Bruchlöchern im Käse zu vergleichen sind.DieFeuchtigkeitströpfchen sind nicht von konstanter Größe, sondern wachsen oder werden kleiner, je nachdem, ob der Schnitt in Wasser quillt oder an der Luft austrocknet. Sie können nicht nur durch Verdunstung, sondern auch durch osmotisch wirksame Lösungen den Schnitten ganz entzogen werden. Diese Beobachtungen sprechen für eine Bindung des Wassers an hygroskopische Substanzen und für ein System wasserleitender Bahnen. Die mehr oder weniger große Beweglichkeit des Wassers im Gefüge scheint ein Kennzeichen der einzelnen Butterproduktionen zu sein. Neben den feinsten Tröpfchen finden sich in unzureichend gekneteter oder bröckeliger, harter Butter auch noch wasserführende Gänge und Risse im Gefüge.DieFettkügelchen sind in entwässerten Schnittpräparaten mit der Phasenkontrastoptik gut zu erkennen, sie bilden ein lockeres Gerüst, das instrukturfreiem Fett eingebettet liegt. Nur in stark überarbeiteter Butter findet man größere Fettseen. Die Größe der Kügelchen variiert erheblich, in einigen Proben auch die Form (Halbkugeln).Kristallbildungen, die immer von der Peripherie der Kügelchen oder der besonders großen Öltropfen ausgehen, sind deutlich sichtbar und mit den Kristallnadeln in geschmolzenem Fett nicht zu verwechseln. Das Gefügebild der Butterproben ist sehr verschieden und für die einzelnen Molkereien charakteristisch.Zur Beobachtung von Mikroorganismen entfettete und gefärbte Schnitte lassenRestsubstanzen — vermutlich Eiweiß in Verbindung mit Phosphatiden — erkennen. Der kontinuierliche Film dieser Restsubstanzen zeigt eine Flockung, die mit zunehmender Säuerung des Rahmes immer gröber wird. Im Phasenkontrastbild entwässerter Schnitte sind die mehr oder weniger feinenGerinnselkörnehen ebenfalls zu erkennen.     

Stereoisomere Aromastoffe

Zusammenfassung Es werden Methoden zur racemisie-rungsfreien Stereodifferenzierung der 2-Methylbuttersäure (direkt bzw. nach Esterhydrolyse) aus Äpfeln und apfelhaltigen Lebensmitteln beschrieben. Die Enantiomerenverteilung der 2-Methylbuttersäure kann direkt an permethylierter-Cyclodextrinphase gaschromatogra-phisch bestimmt werden. Es wird stets hoher Enantiomerenüberschuß zugunsten des (S)-Isomeren der Säure nachgewiesen. Proben von naturidentischem und natürlichem (biotechnologisch hergestelltem) 2-Methyl-buttersäureethylester sowie Äpfel, Apfelsaft, Apfellikör, Calvados, Apfelwein, Apfelmarmelade und Joghurts mit Apfelzusatz werden untersucht. Ein Zusatz von naturidentischen, racemischen 2-Methylbuttersäureestern ist einfach nachweisbar.

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Stereoisomeric flavour compounds. XLII. Enantiomer distribution of 2-methylbutanoic acid in apples and apple-containing food

Summary The direct Stereodifferentiation of 2-methyl-butanoic acid and its esters (after hydrolysis) from apples and apple-containing food is described, using permethyl-ated-cyclodextrin as the chiral CGC phase. In all cases, high enantiomeric excess in favour of the (S)-enantiomer was ascertained. The method is applicable to apples, apple juice, apple liquor, calvados, apple wine, apple jam and apple-containing yoghurts. The addition of race-mic (nature-identical) esters may be easily detected.

     

Sensorische Analyse, Malat- und Saccharosegehalt und Fruchtfleischfestigkeit verschiedener Apfelsorten

Zusammenfassung Neben einer ausführlichen sensorischen Beurteilung der Frühsorte Jamba, der mittelspäten Sorten Holsteiner Cox und Roter Holsteiner Cox sowie der späten Sorte Gloster wurden parallel dazu der Malat- und Saccharosegehalt und die Fruchtfleischfestigkeit bestimmt. Die Korrelation dieser chemisch-physikalischen Parameter mit der Bewertung des Geschmacks und der Fruchtfleischstruktur sollte die Frage klären, ob eine Qualitätsaussage unter Umgehung der sensorischen Beurteilung möglich ist. Durch Vergleich ergab sich, daß für alle untersuchten Sorten der Malat- und/oder Saccharosegehalt wenig über die geschmacklichen Qualität der Früchte aussagt. Engere Beziehungen traten zwischen den Parametern sensorische Fruchtfleischbewertung und Festigkeit auf, wo bei einem Festigkeitswert von 5–5,3 kp/cm² und mehr das entsprechende senorische Urteil nicht schlechter als mittelmäßig ausfiel.

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Sensory evaluation, content of malate and sucrose, and fruit firmness of different apple varieties

Summary Parallel to a detailed sensory evaluation of the apple varieties Jamba, Holsteiner Cox, Red Holsteiner Cox and Gloster the content of malate and sucrose and fruit flesh firmness were measured. Comparisons between chemical and physical parameters and the sensory evaluation of taste and fruit flesh structure were performed to see, if apple quality can be determined without sensory assessment. The results for all samples show that content of malate and sucrose means little in relation to fruit taste. Recommendations for an optimum storage period could not be made. There was a closer relationship between sensory fruit flesh assessment and flesh firmness with a firmness of 5–5,3 kp/cm² or higher sensory evaluation was not worse than fair.

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Teil der Dissertation Mast, Kiel 1982     

Beitr?ge zur Biochemie der K?sereifung. X. Mitteilung. Untersuchungen zur Methodik der Phosphatasenbestimmung in reifendem Sauermilchk?se

Zusammenfassung Es wurde die Brauchbarkeit der Substrate Natrium-l-glycerophosphat, Dinatriumphenylphosphat, Dinatrium-p-nitrophenylphosphat und Tetranatriumphenolphthaleindiphosphat für Phosphatasebestimmungen in Sauermilchkäse untersucht. Als Fermentlösung diente die Suspension handelsüblichen mittelgereiften Harzer Käses. Die Bebrütung erfolgte vorzugsweise im alkalischen Bereich und erfaßte somit den Komplex der alkalischen Phosphatasen. Von den 4 untersuchten Substraten erwies sick Dinatrium-phenylphosphat als am besten geeignet. Es erlaubt die Bestimmung sehr geringer abgespaltener Phenolmengen, so daß 2stündige Bebrütung der Ansätze genügt und Anpassung an stark variierende Fermentaktivitäten möglich ist. -Glycerophosphat wind als Modellsubstrat für solche Untersuchungen herangezogen, bei denen die Bestimmung des enzymatisch abgespaltenen Phosphates erforderlich ist. Schwierigkeiten bei der Phosphorbestimmung werden durch Verwendung von schwefelsaurer Kieselwolframsäure als Eiweißfällungsmittel ausgeschaltet. p-Nitrophenylphosphat ist als Substrat nicht empfehlenswert. Die colorimetrische Erfassung von p-Nitrophenol ist wenig empfindlich, so daß lange Bebrütungsdauer notwendig und geringe Anpassung an wechselnde Fermentaktovotäten gegeben ist. Phenolphthaleinphosphat erwies sich als ungeeignet, da abgespaltenes Phenolphthalein bei der Proteinfällung zum größten Teil an den Eiweißniederschlag adsorbiert wind.Die vorliegende Arbeit wurde durch Gewährung einer Forschungsbeihilfe gefördert. Wir danken hierfür den Senatoren für Kreditwesen und für Volksbildung, Hauptamt Wissenschaft und Forschung, Berlin.