Effect of supercritical Carbon Dioxide on proteins

Summary Commercial ribonuclease was treated with wet supercritical carbon dioxide at 300 bars at room temperature and at 80°C. Amino acid composition and trinitrobenzene sulfonic acid-reactive lysine content were unaltered by this treatment. Disc electrophoresis with sodium dodecyl sulfate demonstrates a slight oligomerisation. This is mainly due to intermolecular linkages by disulfide bridges as indicated by disc electrophoresis after reduction with 2-mercaptoethanol. At the same time this technique indicates the cleavage of some peptide bonds within the disulfide loops of the ribonuclease molecule. Ribonuclease exposed to wet nitrogen under the same conditions shows the same alterations. They are obviously unrelated to the kind of gas used. The observed fragmentation is related to the presence of water. As indicated by tryptic digest these alterations do not decrease the digestibility by proteolytic enzymes. On the contrary the treated samples are split better than untreated ribonuclease. This is undoubtedly due to an unfolding of the protein molecule. The extent of this unfolding is definitely influenced by the presence of water. Ribonuclease samples treated with wet supercritical carbon dioxide only exhibit alterations that can be observed after heating at 80°C with water at normal pressure. In particular no chemical reactions with carbon dioxide can be demonstrated. Pressure in the range used here at best influences the alterations observed to a minor degree.

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Einfluß überkritischen Kohlendioxids auf Proteine

Zusammenfassung Käufliche Ribonuclease wurde feuchtem Kohlendioxid von 300 bar bei Raumtemperatur und bei 80°C ausgesetzt. Die Bestimmung der Aminosäurezusammensetzung und des Gehaltes an Trinitrobenzolsulfonsäure-reaktiven Lysin zeigt keinen Unterschied zu unbehandelter Ribonuclease. Durch Discelektrophorese in einem Natriumdodecylsulfat-haltigen System kann eine leichte Oligomerisierung nachgewiesen werden. Diese beruht zum größten Teil auf interchenaren Verknüpfungen über Disulfibrücken, wie aus der Discelektrophorese nach der Reduktion mit -Mercaptoäthanol hervorgeht. Gleichzeitig wird dabei die Spaltung einiger Peptidbindungen erkennbar, die innerhalb der Disulfidschleifen des Ribonucleasemoleküls liegen. Ribonuclease, die feuchtem Stickstoff unter den gleichen Bedingungen ausgesetzt wurde, zeigt die gleichen Veränderungen. Diese sind somit unabhängig von der Art des verwendeten Gases. Die beobachtete Fragmentierung ist auf die Anwesenheit des Wassers zurückzuführen. Wie die Abbauversuche mit Trypsin zeigen, schädigen these Veränderungen nicht die Spaltbarkeit durch proteolytische Enzyme. Die so behandelten Proben sind vielmehr besser spaltbar als unbehandelte Ribonuclease. Dies ist sicher auf eine Auffaltung des Proteinmoleküls zurückzuführen, deren Umfang entscheidend durch den Wassergehalt beeinflußt wird. Insgesamt zeigen die mit feuchtem überkritischen Kohlendioxid behandelten Ribonucleaseproben keine Veränderungen, die nicht auch nach der Erhitzung auf 80°C mit Wasser unter Normaldruck beobachtet werden konnen. Insbesondere können keine Einwirkungen des Kohlendioxids nachgewiesen werden. Der Druck in dem hier verwendeten Bereich trägt höchstens unwesentlich zu den beobachteten Veranderungen bei.

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I thank the Fonds der Chemischen Industrie for supporting this work, Miss Marie-Luise Kern for skilful technical assistence, and Mrs. Anneliese Mödl and Mrs. Angelika Langwieser for performing the amino acid analyses     

Strength of dried and re-moistened spruce wood compared to native wood

During the wood drying process, mechanical stresses and thermal conditions arise, which causes irreversible damage. Since drying of wood results in a general improvement of strength and elasticity, the negative drying effects are covered. In the present study, the mechanical properties of dried and subsequently re-moistened samples were compared to native wet wood. For oven dried/re-moistened macro-scale bending and compression strength a significant reduction of 16.5% and 15.0% was observed. Micro-scale specimens underwent a similar strength loss, i.e. 9.8% for tensile strength and 14% for compression strength. When the drying was performed at ambient temperature (20°C), no difference to native wood was observed in tensile testing, whereas a significant reduction of compression strength (10.0%) was found. SEM micrographs of tensile fracture surfaces of dried and re-moistened specimens showed a brittle and rather smooth transwall failure of tracheids, whereas native samples exhibited a more ductile character.

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Vergleich der Festigkeit von getrocknetem und wiederbefeuchtetem Fichtenholz mit frischen Proben

Zusammenfassung Während der Holztrocknung kommt es neben makroskopischen Spannungen auch zu mikroskopischen Spannungszuständen, sowie zu thermischen Veränderungen der Zellwandsubstanzen, die zu einer irreversiblen Schädigung der Holzsubstanz führen. Da ein Feuchtigkeitsentzug aus der Zellwand allgemein eine Verfestigung der Holzsubstanz verursacht, werden die Festigkeitsverluste während der Holztrocknung durch die zu vor geschilderte Verfestigung überdeckt. Durch den Vergleich von frischen und nach der Trocknung (103°C) wieder befeuchteten Proben konnte für makroskopische Biege- und Druckproben ein Festigkeitsverlust von 16.5% bzw. 15.0% nachgewiesen werden. Mikroskopische Zug- und Druckproben zeigten bei 103°C ähnliche hohe Verluste von 9.8 bzw. 14%. Trocknung bei 20°C führte nur bei den Druckproben zu einem signifikanten Festigkeitsverlust von ca. 10%. SEM Aufnahmen der Bruchflächen von Mikro-Zugproben zeigten ein glattes, sprödes Bruchbild bei den getrockneten/wiederbefeuchteten Proben. Hingegen waren die frischen Proben durch ein verformungsreicheres Bruchbild charakterisiert.

     

Fluoridgehalt in Teebl?rttern

Zusammenfassung In 35 Teeproben verschiedener Provenienz wurde nach Veraschung und modifiziertem Destillationsverfahren quantitativ Fluorid chemisch und potentiometrisch bestimmt. Das potentiometrische Verfahren ist für Routineuntersuchungen gut geeignet. Es werden Fluoridgehalte zwischen 40 und 330 ppm nachgewiesen. Abhängigkeiten zwischen Fluoridund Aschegehalt sowie der Herkunft der Proben konnten nicht festgestellt werden. In Brühversuchen konnte die gute Löslichkeit des Fluorid aus den Teeblättern gezeigt werden. Es gelang nicht, eine Abhängigkeit zwischen der Fluorid-Löslichkeit und der Teefarbe (Gehalt an Gerbstoffen) aufzuzeigen.

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Fluoride in the tea leaves

Summary Thirty five tea samples from various countries of origin were examinated for fluoride content. After an ashing and modified distillation procedure the fluoride war determined quantitatively by a chemical and a potentiometric procedure. The differences in values between both methods were small, for practical reasons the potentiometric method may be preferred. Fluoride levels in tea leaves ranged from 40 to 330 ppm. No relationship was found between the content of fluoride and ash and the origin of the sample. Under the experimental conditions the extraction of the fluoride from the tea leaves into the infusion is very efficient. No relationship was found between the color of the infusion and the fluoride concentration.

     

Studies on enzymic browning of potatoes (Solanum tuberosum)

Summary Using analytical data from the literature the tyrosine turnover was calculated by a method published previously by us for 72 potato samples with different rates of browning. The samples included 9 varieties grown at three locations in 1969, which were analysed after harvest and after different times of storage at three temperatures. For 58 samples (81%) this calculation led to the same classification of the varieties as did visual observation of the rate of discolouration. It is concluded that enzymic browning of potatoes is correlated rather with tyrosine turnover, which depends on the concentrations of phenol oxidase, tyrosine, chlorogenic acid, and ascorbic acid, than with any single parameter.

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Untersuchungen zur enzymatischen Bräunung bei Kartoffeln (Solanum tuberosum)IV. Beziehung zwischen Tyrosinumsatz und Bräunung

Zusammenfassung Aus Analysendaten der Literatur wurde für 72 unterschiedlich bräunende Kartoffelproben der Tyrosinumsatz nach einer von uns kürzlich veröffentlichten Methode berechnet. Die Proben beinhalten 9 Sorten aus 3 Standorten im Jahr 1969, die nach der Ernte and nach verschiedenen Lagerzeiten bei 3 verschiedenen Temperaturen analysiert wurden. Die Berechnung des Tyrosinumsatzes führte bei 58 Proben (81%) zur gleichen Klassifizierung der Sorten wie die sensorische Beurteilung der Bräunung. Es wird gefolgert, daß die enzymatische Bräunung bei Kartoffeln eher mit dem Tyrosinumsatz, der von den Konzentrationen an Phenoloxydase, Tyrosin, Chlorogensäure und Ascorbinsäure abhängig ist, als mit einem einzelnen Parameter korreliert ist.

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Dedicated to Prof. Dr. L. Acker on his 65 ^th birthday     

Volatile flavour compounds in heated blackberry juices

Summary Volatile compounds were isolated from the blackberry juices of two wild varieties and one cultivated variety by simultaneous distillations/extractions. All extracts were freed from acids, fractionated, analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography-infrared spectrometry (GC-IR) and sensorially assessed at the sniffing-port of the chromatograph. Alcohols, furans and aldehydes are the predominant chemical classes of all kinds of heated juices, the most abundant compound being 2-heptanol in the cultivated variety and furfural in the wild blackberry varieties. The addition of 50% (w/w) sugar during the heating treatment does not modify the odorous profile.

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Uber flüchtige Aromastoffe in erhitzten Brombeersäften

Zusammenfassung Die flüchtigen Aromastoffe durch simultane Destillation/Extraktion aus Brombeersäften von zwei wilden Sorten und einer Kultursorte isoliert. Alle Extrakte wurden vorher entsäuert, dann fraktioniert, durch GC-MS und GC-IR analysiert und sensorisch am Ende der chromatographischen Kolonne beurteilt. Alkohole, Furane und Aldehyde sind die vorherrschenden chemischen Klassen für alle erhitzten Säfte; der wichtige Bestandteil ist 2-Heptanol für die Kultursorte und Furfurol für beide wilde Sorten. Die Zugabe von 50% (g/g) Zucker während der Hitzebehandlung ändert daran wenig.