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.

     

Rheologische Eigenschaften von rekonstituierten Weizenklebern mit variierenden Anteilen an Prolaminfraktionen verschiedener Getreidearten

Zusammenfassung Gefriergetrockneter Weizenkleber wurde durch Extraktion mit 70%igem wäßrigem Ethanol in Prolamine (33,9%) und Glutenine (66,1%) getrennt. Durch Zusatz wechselnder Mengen dieser Fraktionen zum Ausgangskleber wurden modifizierte Kleber mit Prolamingehalten im Bereich von 22–56% hergestellt. Zug-Dehnungs-Versuche mit diesen modifizierten Klebern ergaben mit zunehmendem Prolamingehalt einen bis zum Faktor 20 fallenden Dehnwiderstand und eine bis zum Faktor 2,5 zunehmende Dehnbarkeit. Zusätze (20–50% bezogen auf Weizenkleber) von Prolaminen anderer Getreidearten (Mais, Gerste, Hirse, Hafer, Roggen) beeinflußten die Fließeigenschaften, entsprechend ihrer mittleren, aus der Aminosäurezusammensetzung berechneten, Hydrophobität, mit Ausnahme von Gerstenprolamin: Das relativ hydrophobe Maisprolamin verfestigte den Weizenkleber, die anderen Prolamine erweichten ihn in unterschiedlichem Ausmaß. Durch Hochdruckcapillar-Viscosimetrie wurde mit steigendem Prolaminanteil im Kleber eine Abnahme des SchubmodulsG gemessen, die eine Abnahme der elastischen Verformbarkeit des modifizierten Klebers anzeigt. Mikrobackversuche, die mit rekombinierten Mehlen auf der Basis von Zusätzen von 50% der Prolamine aus den verschiedenen Getreidearten zum Weizenkleber durchgeführt wurden, sind im Einklang mit den rheologischen Eigenschaften der entsprechenden Kleber.

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Rheological properties of wheat gluten, containing different amounts of prolamins from various cereals

Summary Lyophilized wheat gluten was fractionated into prolamins (33.9%) and glutelins (66.1%) by extraction with 70% aqueous ethanol. Modified glutens, with the prolamin content between 22% and 56%, were obtained by the addition of varying amounts of the above-mentioned fractions to the original gluten. Load-extension tests were performed directly with the modified glutens and showed a strong decrease in resistance up to a factor of 20 with increasing prolamin content and a corresponding increase in extensibility up to a factor of 2.5. The influence of the addition of prolamins (20%–50%) from other cereals (maize, barley, sorghum, oats, rye) on the properties of wheat gluten depends upon the average hydrophobicity of these proteins, with the exception of barley prolamin. Wheat gluten is strengthened by the relative hydrophobic maize prolamin but weakened by the other prolamins. The shear modulusG of gluten was measured by high-pressure capillary viscosimetry. The decrease ofG with increasing amounts of added wheat prolamin indicated a decrease in elastic deformability. The results of micro-baking tests, performed with recombined flours on the basis of the addition of 50% of prolamins from the different cereals to wheat gluten, were in accordance with the rheological behaviour of the corresponding glutens.

     

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.

     

Quantitative Bestimmung von Trichothecenen HT-2 Toxin in verschimmelten pflanzlichen Nahrungsmitteln

Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von HT-2 Toxin in verschimmeltem Reis, Mais, Weizen, Hafer, Roggen bzw. Erbsen beschrieben. Extrahiert wurde mit einer Mischung von 9 Teilen (Volumen) Acetonitril und einem Teil wäßriger 4%iger KCl-Lösung. Die Extrakte mußten teilweise chromatographisch vorgereinigt werden. Die terminale Bestimmung erfolgte nach zweidimensionaler dünnschichtchromatographischer Trennung durch Fluorescenzintensitätsmessung der mit H₂SO₄ behandelten DC-Platten. Versuche mit zugesetztem HT-2 Toxin ergaben eine Wiederfindung von 88% (Variationskoeffizient 7).

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Quantitative determination of trichothecenes HT-2 toxin in moldy cereal grains and vegetable foods

Summary The analysis of HT-2 toxin in moldy rice, maize, oats, wheat, rye, and peas is described. For extraction a mixture of 9 parts (volume) acetonitrile and one part of aqueous 4% KCl was used. Some of the extracts had to be prepurified using a Sep-Pak C₁₈ cartridge. The final quantitation of the mycotoxin was achieved by two-dimensional thin-layer chromatography (TLC) and measurement of the fluorescence of the spots on H₂SO₄- treated TLC plates. Experiments with added toxin yielded a mean recovery of 88% (coefficient of variation 7).

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Diese Arbeit wurde durch Mittel des Bundesministeriums für Jugend, Familie und Gesundheit gefördert (412-6080-3/19)

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Teil der Inauguraldissertation von R. Schmidt zur Erlangung des Grades eines Dr. rer. nat. an der J. Gutenberg-Universität, Mainz     

Zur mikroskopischen Untersuchung des Zimtes

Zusammenfassung In dem chinesischen Zimt befinden sich, oft in bedeutender Zahl, einfache Stärkekörner oder Teilkörner, die einen Durchmesser von über 20 haben. Diese Körner, die als abnorme Stärkekörner zu betrachten sind, entstehen höchstwahrscheinlich durch Aufquellen der normalen Stärkekörner.Die verquollenen Körner können bei der ersten mikroskopischen Betrachtung mit den sog. Großkörnern einiger Getreidearten (Gerste, Weizen, Roggen usw.) leicht verwechselt werden. Als Hauptunterschiede seien erwähnt: Das verschiedene Lichtbrechungsvermögen, die anderen Dimensionen, das abweichende Verhalten bei der Ausfärbung, hauptsächlich aber, daß diese Stärkekörner des Zimtes sich in polarisiertem Licht wie optisch isotrope Körper verhalten.Die ähnlich großen, normalen Stärkekörner der Getreidearten sind optisch anisotrop, dagegen überschreiten die optisch anisotropen Körner des chinesischen Zimtes nie einen Durchmesser von 20 .Bei dem ceylonischen und niederländisch-indischen Zimt ist die Möglichkeit der Verwechslung mit Getreidestärke viel kleiner, weil diese Zimtarten einerseits nur wenig Stärke enthalten, anderseits ihre Stärkekörner auch kleiner sind als diejenigen des chinesischen Zimtes.