Vergleichende Untersuchungen fiber partielle Aminosduresequenzen von Prolaminen und Glutelinen verschiedener Getreidearten

Zusammenfassung Prolamine und Gluteline aus Weizen, Roggen, Gerste and Mais wurden mit -Chymotrypsin hydrolysiert. Die Partia1hydrolysate wurden an Sephadex G25 in jeweils fünf Peptidfraktionen getrennt, die auf ihre Aminosaurezusammensetzung analysiert wurden. Aus den auf diesem Wege erhaltenen Peptidmustern folgt, daß die Cöliaie auslösenden Prolamine von Weizen, Roggen and Gerste nicht nur eine ähnliche Aminosaurezusammensetzung, sondern auch ähnliche Peptidmuster haben and darin von Maisprolamin stark abweichen. Weiterhin zeigt sich, daß zwischen den Peptiden aus Prolamin and Glutelin bei Weizen, im Gegensatz zu den übrigen Getreidearten, eine nahe Verwandtschaft bestcht and nur in der Verteilung von Gly, Cys and Lys deutliche Unterschiede auftreten.

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Comparative investigations of partial amino acid sequences of prolamines and glutelins from cerealsIV. Partial enzymatic hydrolysis of the proteins and gelchromatography of the peptides obtained

Summary Prolamines and glutelins from wheat, rye, barley and corn were hydrolyzed with -chymotrypsin. Each of the partial hydrolysates was separated into five peptide fractions by gel chromatography on Sephadex G25. The peptide fractions were analyzed for their amino acid compositions. The peptide patterns obtained in this way show that the prolamines of wheat, rye and barley, which in contrast to prolamine from corn cause celiac disease, not only have similar amino acid compositions but similar peptide patterns as well. Additionally it can be seen, that the peptide patterns of prolamine and glutelin from wheat, in contrast to all other cereals of this study, are closely related, with differences only in the distribution of Gly, Cys and Lys.

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Gefördert von AIF caber den Forschungskreis der Ernährungs-industrie

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Frl. Falkner and Frau Redler danken wir fur ausgezeichnete technische Assistenz     

Immunocrossreactivity of antisera against grain prolamines of wheat, rye, barley and oats

Summary Prolamines extracted from wheat (gliadin), rye (secalin), barley (hordein) and oats (avenin) were used to raise antibodies in rabbits. The four prolamines were separated by SDS-PAGE and blotted onto nitrocellulose. The immunocrossreactivity of the separated prolamines with the four antisera was studied. The close botanical relationship between wheat and rye, and to a lesser extent barley, is clearly established. The crossreactivity of gliadin, secalin and hordein with anti-avenin serum was found to be weak. In contrast, avenin shows a strong crossreactivity with anti-gliadin serum.

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Immunkreuzreaktionen von Antisera gegen die Prolamine von Weizen, Roggen, Gerste und Hafer

Zusammenfassung Zur Gewinnung von Antiprolamin-Sera wurden Kaninchen mit den Prolaminen von Weizen (Gliadin), Roggen (Secalin), Gerste (Hordein) und Hafer (Avenin) immunisiert. Die vier Prolamine wurden durch SDS-PAG-Elektrophorese aufgetrennt, auf Nitrocellulose übertragen und auf Immunkreuzreaktionen mit den vier Antisera untersucht. Die nahe botanische Verwandtschaft von Weizen und Roggen, in geringerem Masse auch von Gerste, spiegelt sich deutlich wider. Die Kreuzreaktionen von Gliadin, Secalin und Hordein mit Antiavenin-Serum sind dagegen schwach ausgeprägt. Im Gegensatz dazu zeigt Avenin eine starke Kreuzreaktion mit Antigliadin-Serum.

     

Amino-acid sequences of typical peptides from wheat prolamines and glutelins

Summary Peptides with characteristic amino acid compositions, obtained in high yields from chymotryptic hydrolyzates of prolamines and glutelins from wheat, were sequenced. Examples of typical partial sequences are PQQP, QPQQ, QPFP for the prolamines and SQQQQ, GQ, GQQ, YPTS for the glutelins. Sequences rich in G seem to be of special importance for glutelin.

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Aminosäuresequenzen typischer Peptide aus chymotryptischen Hydrolysaten von Weizenprolaminen und -glutelinen

Zusammenfassung Aus chymotryptischen Hydrolysaten von Weizenprolamin und -glutelin in hoher Ausbeute isolierte Peptide mit charakteristischer Aminosäurezusammensetzung wurden sequenziert. Typische Partialsequenzen sind für Weizenprolamin u. a. PQQP,QPQQ,QPFP, für Weizenglutelin u. a. SQQQQ, GQ, GQQ, YPTS. G-reiche Sequenzen scheinen für Glutelin besondere Bedeutung zu haben.

     

Zur chemischen Differenzierung der Eiwei?stoffe des Weizens und Roggens

Zusammenfassung Die Eiweißeinlagerung im reifenden Weizen und Roggen ist untersucht und dabei im lufttrockenen Korn eine Zunahme des Gesamtstickstoffgehaltes, aber eine Abnahme der wasserlöslichen Stickstoffsubstanz beobachtet worden. Auf Trockensubstanz umgerechnet zeigt auch der Gesamtstickstoff eine Abnahme.Mit Hilfe der Säulenchromatographie nachMoore u.Stein konnten in den Kornproben aus den verschiedenen Reifungsphasen Peptide nachgewiesen werden, die aus 2–20 Aminosäuren bestehen und deren Mengen als-Leuein-Äquivalente berechnet allmählich abnehmen. Auch im wässrigen Mehlextrakt sind ähnliche Peptide enthalten; 2 Peptide sind nach Hydrolyse analysiert worden; ein Tripeptid besteht aus Serin, Glutaminsäure und Valin, ein Tetrapeptid aus 3 Molekülen Glutaminsäure und 1 Molekül Valin.Die Untersuchungen sind in Fortsetzung früherer Arbeiten zur chemischen Differenzierung der Eiweißstoffe in Weizen und Roggen und auch in der Absicht durchgeführt worden, Näheres über die chemische Struktur der Getreideproteine zu erfahren. Ihre Ergebnisse scheinen ferner den Mechanismus der Biosynthese des Getreideeiweißes anzudeuten. Es wird zwar heute allgemein angenommen, zumindest für die tierische Zelle, daß die Verknüpfung der einzelnen Aminosäuren zum Eiweiß in einem Zuge, nach einer Art Reißverschlußmechanismus, also ohne Zwischenstufen vor sich geht. Das Auftreten von Peptiden aus 2–20 Aminosäuren im reifenden Korn, von Peptidketten also wachsender Größe, ihre regelmäßige Wiederkehr sowie ihr quantitatives Verhalten macht aber ihre Existenz als Vorläufer oder als Intermediärpeptide für die Biosynthese des Getreideeiweißes wahrscheinlich. Ob und in welcher Weise der bei Weizen und Roggen sehr ähnliche Mechanismus zu einem einheitlich aufgebauten Eiweißkörper oder zu unterschiedlichen Endprodukten, zu individuellen Eiweißkörpern mit unterschiedlicher Aminosäuresequenz führt, muß noch weiter untersucht werden.Nach einem Vortrag, gehalten auf der Getreidechemikertagung am 7. VI. 1961 in Detmold.     

Composition of cereal germ preparations

Summary Germ from wheat, rye, triticale, barley and oat was prepared by passing the grain through an Entoleter impact mill. The content of a number of important nutrients in the germ preparations was determined in order to make a preliminary evaluation of the potential use of these preparations as food ingredients.-Tocopherol, polyunsaturated lipids, protein, threonine, methionine, lysine, raffinose, sucrose, thiamin and riboflavin were chosen since these are the components regarded as most important in commercial wheat germ. All the germ preparations had compositions essentially similar to published values for commercial wheat germ derived from flour milling. The germ lipids of rye and triticale had a very high content of linolenic acid which could lead to problems of oxidative rancidity. Otherwise, the germ preparations appear suitable as an alternative to commercial mill germ for food ingredient applications.

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Zusammensetzung von Getreidekeimpräparaten

Zusammenfassung Keime von Weizen, Roggen, Triticale, Gerste and Haferwurden gewonnen, indem das Getreide durch eine Prallmühle gegeben wurde. Der Gehalt einer Zahl wichtiger Nährstoffe wurde in den Keimpräparaten bestimmt, um eine ungefähre Bewerlung einer eventuellen Verwendung dieser Präparate als Lebensmittelzusätze zu gewinnen. Hierfür wurden-Tocopherol, polyungesättigte Lipide, Eiweiß, Threonin, Methionin, Lysin, Raffmose, Saccharose, Thiamin und Riboflavin ausgewählt, da diese Bestandteile als die wichtigsten in den handelsüblichen Weizenkeimen angesehen wurden. All these Keimpraparate hatten im wesentlichen eine ähnliche Zusammensetzung wie die handelsublichen Weizenkeime, wie sie sich aus der Mehlvermahlung ergeben. Die Keimlipide von Roggen und Triticale hatten einen sehr hohen Gehalt an Linolensäure, die Probleme mit oxydativer Ranzigkeit geben könnten. Andererseits scheinen die Keimpräparate eine Alternative zu den handelsublichen Mühlenkeimen zu sein.

     

Organische S?uren in Kaffee-Ersatzstoffen sowie in Trocken-Extraktpulvern aus Kaffee-Ersatzstoffen und Kaffee

Zusammenfassung Mit Hilfe einer früher entwickelten Untersuchungsmethode wurden Gerste und daraus gewonnene Produkte, Roggen und gerosteter Roggen, frische und geröstete Zichorie Bowie Trockenextraktpulver aus Kaffee-Ersatz und aus Kaffee auf ihren Gehalt an organischen Säuren untersucht. Bestimmt wurden flüchtige und nichtflüchtige Säuren sowie -Ketosäuren. Dominierend, jedoch in sehr unterschiedlichen Mengen, treten Essig-, Äpfel-, Bernstein- und Citronensaure, außerdem noch Milchund Weinsäure auf. Essigsäure findet sich bei allen Proben in beträchtlicher Menge, vor allem bei den Gerstenprodukten, bei geröstetem Roggen und gerösteter Zichorie Bowie im Trockenextraktpulver aus Kaffee-Ersatz. Milchsäure trio nennenswert nur bei gerösteter Zichorie und bei den Trockenextraktpulvern in Erscheinung. Weitaus die größten Mengen an Äpfelsäure kommen in Gerste und deren gerosteten sowie gemalzten Produkten vor. Bernsteinsäure dominiert in Cerealien und im Trockenextraktpulver aus Kaffee-Ersatz. Citronensäure ist wesentlich an der Bilanz der gerösteten Zichorie und des Kaffee-Trockenextraktes beteiligt. Weinsaure ist lediglich in rohem Roggen, in roher wie gerösteter Zichorie sowie im Kaffee-Ersatz-Trockenextraktpulver reichlich zu finden.Für die Unterstützng unserer Arbeit durch eine Forschungsbeihilfe der Deutschen ForschunasUemeinschaft danken wir verbindlich.     

Elektrophoretisches Verhalten der Weizenproteine und ihre technologischen Eigenheiten

Zusammenfassung Es wurde das elektrophoretische Verhalten des Glutens von 34 Weizensorten unterschiedlicher farinographischer Eigenheiten untersucht. Die Papierelektrophorese wurde in saurem Puffer von pH 2,5 angewandt. Der milchsaure und der alkoholische Extrakt des Glutens ergaben im Laufe der Elektrophorese vier getrennte Fraktionen (0, A, 1 und 2) auf dem Streifen, sie wurden direkt densitometrisch gemessen. Die Fraktion 0 des Milchsäureextraktes besteht vorwiegend aus Lipoproteinen, neben etwas Glykoprotein und einer schwach beweglichen Protein-Komponente.Auf Grund der erhaltenen Resultate sind die Gehaltsunterschiede an einzelnen Eiweißfraktionen für die Weizensorten nicht charakteristisch. Der Vergleich dieser Resultate mit den Ergebnissen farinologischer Untersuchungen ergibt, daß Weizen guter Qualität weniger von der Fraktion 0 enthält als Weizen minderwertiger Qualität. Der Gehalt an Fraktion 1 ist größer bei besseren Weizen und kleiner bei schlechten. Das Verhältnis der Fraktion 1 zur Fraktion 0 zeigt im milchsauren Glutenextrakt eine Abnahme von Weizen mit besseren farinographischen Kennzahlen zu solchen mit schlechteren. Diese zwei Fraktionen bilden im milchsauren Extrakt 81–86% der Gesamtfraktionen.Die Resultate unserer Untersuchungen ergaben, daß die Papierelektrophorese des milchsauren Glutenextraktes wertvolle Aussagen über die Qualität des Weizens gestattet.Nach einem Vortrag, gehalten auf dem XXXIV. Internationalen Kongreß der Chemischen Industrie, am 24. IX. 1963 in Beograd.Institut za prehrambenu industriju, Novi Sad, Jugoslawien.