Metabolites produced during fermentation of wine by mixed cultures of yeasts and lactic acid bacteria

Certain aspects of the interrelationship between associations of yeasts and lactic acid bacteria during the fermentation of grape must were studied. Action bySaccharomyces pastorianus gave rise to increased formation of keto acids and residual metabolites. Addition ofLactobacillus plantarum to the fermentation process may inhibit alcoholic fermentation and considerably increased the production of acetaldehyde andl(+) andd(–)lactic acids.

---

Entstehung von Metaboliten bei der Fermentation von Wein durch Mischkulturen von Hefen und Milchsäurebakterien

Zusammenfassung Es wurden Wechselbeziehungen zwischen Hefen und Milchsäurebakterien während der Fermentation von Traubensaft untersucht.Saccharomyces pastorianus bewirkte ein Ansteigen der Ketosäurenproduktion und der Bildung von Rest-Metaboliten. Das Hinzufügen vonLactobacillus plantarum beim Gärungsprozess kann die alkoholische Gärung unterdrücken und hat die Produktion von Acetaldehyd sowie vonl(+)- undd(–)-Milchsäuren beträchtlich gesteigert.

     

Eine Schnellmethode zur quantitativen Bestimmung vonl (+)- undd (?)-Milchs?ure in Lebensmitteln

Zusammenfassung Es wird vorgeschlagen, die Oxydation der Milchsäure zu Pyruvat mit Hilfe von Milchsäuredehydrogenase mit der Methylenblaureduktion zu koppeln. Durch die Messung der Entfärbungszeit kann der Gehalt an Milchsäure bestimmt werden. Die Verwendung der beiden stereospezifischen Milchsäuredehydrogenasen erlaubt die getrennte Bestimmung beider Isomeren der Milchsäure. Bei der Untersuchung der Lebensmittel entfällt im Gegensatz zur normalen photometrischen Messung die Notwendigkeit klare, entfärbte Lösungen zu verwenden. Trockenmilchproben oder gefärbte Pflanzensäfte können z. B. ohne besondere Vorbereitung eingesetzt werden. Die Methode ist besonders zur laufenden Produktionskontrolle geeignet, wenn milchsaure Produkte hergestellt werden, die ein bestimmtes Isomerenverhältnis aufweisen sollen.

---

A simplified method for the determination ofl(+)- andd(–)-lactic acid in food

Summary The method described is based on the combination of methylenblue reduction and the oxydation of lactic acid to pyruvic acid by lactic acid dehydrogenase. The amount of lactic acid is determined by measuring the time of decolorisation of methylenblue.If the two stereospecific forms of lactic acid dehydrogenase are used, the two isomers of lactic acid can be determined separately. In contrast to the common optical test, most foods like dry milk, colored juices etc. can be used without preparing clear, decolorised solutions. The method is very useful to control the production of foods containing a particular isomere of lactic acid.

     

The microflora of the sour dough of wheat flour bread XII. Effect of freezing on the viability and functional properties in wheat flour doughs of microbial mass from lactic acid bacteria

Summary The effect of freezing (at –196 °C in 10% skimmed milk) and storage of the frozen microbial mass from lactic acid bacteria,Lactobacillus brevis, L. plantarum, L. cellobiosus andStreptococcus faecium, on viability and functional properties, in wheat flour doughs, have been studied. Freezing the biomass led to variable, but acceptable, survivals (34.3%–78.6%), depending on the species. Frozen and unfrozen biomass, when added to wheat doughs, produced similar values of pH and total titratable acidity during fermentation. Significant differences in acetic and lactic acid production were detected for some species. Frozen biomass fromL. brevis produced lessl(+)- andd(–)-lactic acid (43%) than the corresponding unfrozen material, whereas frozen biomass fromL. plantarum produced more acetic (61 %) and lactic acid (57%) than unfrozen. These differences were not reflected in bread characteristics (pH, total titratable acidity and flavour). Storage of frozen biomass for 30 days at –30 °C did not result in significant changes in the pH and or titratable acidity of the doughs nor in bread characteristics. At that time, acetic and lactic acid levels reached values close to these of the unfrozen biomass for all the microorganisms used.

---

Die Mikroflora des Weizensauerteiges XII. Mitteilung: Wirkung von Tiefkühlung auf die Lebensfähigkeit und Funktionseigenschaften der Biomasse aus Milchsäurebakterien in Weizenteigen

Zusammenfassung Es wurde der Wirkung von Tiefkühlung (bei –196 °C in 10% Magermilch) und Lagerung von tiefgekühlter Biomasse aus Milchsäurebakterien,L. brevis, L. plantarum, L. cellobiosus undS. faecium, auf ihre Lebensfähigkeit und Funktionseigenschaften in Weizenteigen nachgegangen. Die Tiefkühlung der Biomasse verursachte veränderliche, jedoch akzeptable Überlebensraten (34,3%–78,6%) in Abhängigkeit von der Spezies. Beim Zusatz von tiefgekühlter Biomasse und nicht tiefgekühlter Biomasse zu Weizenteigen wurden ähnliche pH-Werte und Säuregrade während der Gärung erreicht. In manchen Spezies wurden bedeutsame Unterschiede in der Milchsäure-und Essigsäurebildung beobachtet. Die tiefgekühlte Biomasse vomL. brevis bildete wenigerl(+)-undd(–)-Milchsäure als die nichttiefgekühlte, während die tiefgekühlte vomL.plantarum mehr Milchsäure und Essigsäure als die nichttiefgekühlte bildete. Diese Unterschiede erschienen nicht in den Broteigenschaften (pH-Wert, Säuregrad, Geruch und Geschmack). Die Lagerung der tiefgekühlten Biomasse bei –30 °C während 30 Tagen verursachte keine bedeutsame Veränderung weder im pH-Wert und Säuregrad des Teiges noch in den Broteigenschaften. Essigsäure-und Milchsäuregehalte erreichten zugleich ähnliche Werte wie die nichttiefgekühlte Biomasse in allen Mikroorganismen.

---

---

This paper is a part of a doctoral thesis for M. J. T.     

Enzymatische Bestimmung von S?uren in Wein I. Mitteilung ?pfels?ure, Milchs?ure, Citronens?ure

Zusammenfassung Nach Ausschaltung von Störungsmöglichkeiten durch Farbstoffe und Gerbstoffe kann die enzymatische Bestimmung vonl-Malat,l-Lactat und Citrat in Wein einwandfrei durchgeführt werden. Äpfelsäure kommt in Wein nur in derl-Form vor, Lactat dagegen sowohl in derd- als auch in derl-Form. Die beiden Antipoden stehen in keinem bestimmten Verhältnis zueinander, jedoch überwiegt bei hohen Milchsäuregehalten der Anteil derl-Form.

---

Enzymatic determination of acids in wine I. Malic-, lactic- and citric-acid

Summary The enzymatic determination ofl-malate with MDH,l-lactate with LDH and citrate with citrate — lyase was carried out in more than 100 samples of white and red wine, after elimination of interfering substances, such as tans and colouring matters. The contents ofl-malate and citrate agreed very well with the results, found by a fractionation method on silica gel. Comparing the content of total lactate, found by the latter method, with the results of enzymatic determination ofl-lactate, it was obvious, thatd- andl-compounds occur in a different ratio, but at high lactic acid concentrations, however, the level of thel-form is higher.

---

---

Auszug aus der Dissertation vonSiegfried Looser: Beitrag zur enzymatischen Analyse von organischen Säuren und Kohlenhydraten in Lebensmitteln. Technische Hochschule München 1968.     

Stoffwechseluntersuchungen mit Essig-, Milch-und Citronens?ure

Zusammenfassung Per os verabreichte Essig-, Milch- und Citronensäure wird innerhalb von 24 Std zum überwiegenden Teil der Endoxydation zugeführt. Nach 60 min werden von den verabreichten Mengen bei Citronensäure 3%, bei Essigsäure 1,5% und bei Milchsäure 0,9% als CO₂ ausgeschieden. Metabolit- und Radioaktivitätsbestimmungen lassen eine nur geringe Retention der genannten Säuren im Tierkörper feststellen.Von oral zugeführter Citronensäure wird innerhalb von 24 Std rund 20 % unverändert durch die Niere ausgeschieden.Es besteht ein wesentlicher Unterschied in der Verwertung der zwei Stereoisomeren der handelsüblichen Milchsäure.d-Milchsäure wird rasch und in hohen Raten ausgeschieden. 14 Std nach der Verabreichung lassen sich bereits 30 % der oral zugeführtend-Milchsäure im Harn unverändert nachweisen. Sowohl im Blut als auch in der Leber wird trotz Überangebotes durch intraportale Verabreichung ein maximaler Grenzwert von 1,8 bzw. 5,5 mol/g im Blut bzw. mol je g Frischgewicht and-Lactat nicht überschritten.l-Lactat wird unter gleichen Bedingungen nicht oder kaum ausgeschieden. In Blut und Leber finden sich nachl-Lactatgaben relativ hohe Gehalte dieses Substrates.Intraportal verabreichtes Lactat, Acetat oder Citrat wird in das Glykogen der Leber eingebaut. Die gemessenen Einbauraten zeigen jedoch nur einen relativ geringen Anteil dieser Verbindungen an der Glykogen-Neubildung. Die maximalen Einbauraten sind bei Lactat 0,3%, bei Acetat 0,08% und bei Citrat 0,17%. Die Verteilung der Radioaktivität in der Glykogen-Glucose nach Pfortaderinfusion von 2-¹⁴C-Acetat, 1- und 2-¹⁴C-Lactat oder 1,5-¹⁴C-Citrat zeigt, daß Acetat und Citrat über die Reaktionsfolgen des Citronensäurecyclus zur Glykogen-Neubildung in der Leber verwertet werden. Als Hauptweg des Glykogeneinbaues von Lactat wird die reduzierende Carboxylierung mit Malat-Enzym (malic enzyme) des aus Laetat gebildeten Pyruvates erkannt. Daneben wird Pyruvat ebenso über den Citronensäurecyclus und die direkte Phosphorylierung mit Hilfe von Pyruvatkinase zu Phosphoenolpyruvat in die gluconeogenetische Reaktionskette eingeschleust.Aus den vorgelegten Ergebnissen werden Schlußfolgerungen für die therapeutische und diätetische Praxis gezogen. Eine in Krankheitsfällen (z. B. Nierenerkrankungen) empfohlene Umstellung von Essig auf Citronensaft ist nach diesen Stoffwechseluntersuchungen nicht gerechtfertigt.Auszug aus der DissertationsschriftF. Medzihradsky, Technische Hochschule München (1965).Die vorliegende Arbeit wurde mit Unterstützung der AIF (Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen) und mit Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums durchgeführt, wofür wir auch an dieser Stelle danken.     

Zur Frage der Entstehung von Nitrosaminen bei der Reaktion von Monosacchariden mit Aminos?uren (Maillard-Reaktion) in Gegenwart von Natriumnitrit 2. Mitteilung

Zusammenfassung Drei Modell-Gemisched-Glucose/dl-Alanin,d-Glucose/l-Lysin undd-Glucose/l-Glutaminsäure wurden unter Zugabe von Natriumnitrit unter Maillard-Bedingungen gebräunt. Die Zugabe von Natriumnitrit erfolgte vor und nach der Bräunung. Im letzteren Fall schloß sich eine kurze Nachbräunung an. Die Reaktionsbedingungen — pH-Wert und Bräunungstemperaturen — wurden variiert. Die Analyse der alkalibeständigen wasserdampfflüchtigen Maillard-Produkte erfolgte durch GC und GC/MS-Analyse. Bei den identifizierten Produkten handelt es sich um alkylierte Pyrazine, Furan- und Pyridin-Derivate. Nitrosopiperidin wurde aus dem Bräunungsansatzd-Glucose/l-Lysin (Nitritzugabe nach der Bräunung) massenspektrometrisch nachgewiesen.Die Änderung des pH-Wertes um eine Einheit, sowie die Änderung der Bräunungstemperatur innerhalb des Temperaturbereiches 100–150° C haben auf die qualitative Zusammensetzung der flüchtigen Maillard-Produkte eines betrachteten Modell-Gemisches keinen Einfluß. Ein geringer Unterschied wird hinsichtlich der quantitativen Zusammensetzung beobachtet.

---

The problem of nitrosamine formation by the reaction of monosaccharides with aminoacids (maillard-reaction) in the presence of sodiumnitrite. 2.

Summary Three model mixturesd-glucose/dl-alanine,d-glucose/l-lysine andd-glucose/l-glutamic acid were browned under Maillard conditions with addition of sodium nitrite. The nitrite was added either before or after the browning reaction. When the nitrite was applied after the browning reaction, a second browning was performed.Reaction conditions-pH-values and browning temperatures — were changed. By GC and GC/MS analysis of alkaline stable volatile Maillard products formation of alkylated pyrazines, furan and pyridine derivatives was confirmed. Thus nitrosopiperidine was detected in subsequent addition of sodiumnitrite after browningd-glucose/l-lysine mixtures.The one unit change of the pH-values and the browning temperature within the range of 100–150° C do not have influence on the qualitative composition of the volatile Maillard products for a certain model mixture. Slight differences were established only in the quantitative composition.

---

---

1. Mitt. Z. Lebensm. Unters.-Forsch. 145, 76–84 (1971)     

Criteria for keeping quality in golden delicious apples

Summary Apples harvested in October 1975, from several regions of the Netherlands, were stored in air or under a controlled atmosphere (CA), at 3–4° C in 11 batches. They were analysed forl-malate and sucrose, and their acceptability was assessed by pilot test. The decrease of l.-malate during storage (0.1 g in 37.5 days in air and in 75 days under CA) was confirmed. Thus one can predict (at the start of the trial) thel-malate content at a later stage of the storage. It had been proposed previously that 0.39–0.45% ofl-malate corresponds to similar proportions of acceptable and unacceptable fruits, as determined by a laboratory panel. This hypothesis was not corroborated by the pilot test.Based on the data of this test, the original criteria were adapted as follows. In most batches, the percentage of unacceptable apples is low (0–15%) as long as the content ofl-malate is 0.55%. Ifl-malate has already decreased to 0.54–0.50%, then sucrose should be 2%.

---

Kriterien für die Haltbarkeit von Golden-Delicious-Äpfeln

Zusammenfassung In 11 Partien Lageräpfeln (Luft und kontrollierte Atmosphäre - CA -, 3–4° C) der Ernte 1975 aus mehreren Gegenden Hollands wurde derl-Malat- und Saccharose-Gehalt ermittelt und die Qualität in bezug auf Geschmack und Festigkeit mit Hilfe eines Konsumententeams bestimmt. Die vorher gefundene Abnahme desl-Malatgehaltes während der Lagerung (0,1 g in 37,5 Tagen bei Luftlagerung und 0,1 g in 75 Tagen bei CA-Lagerung) wurde bestätigt. Dies ermöglicht am Anfang der Lagerung vorauszusagen, wann ungefähr ein bestimmterl-Ma-latgehalt erreicht wird. Die frühere einfache Annahme aufgrund der Entscheidung eines Teams von Sachverständigen, einl-Malatgehalt von 0,39–0,45% würde gleichen Anteilen einwandfreier und nicht einwandfreier Früchte in einer Partie entsprechen, wurde bei der Prüfung mit dem Konsumententeam nicht bestätigt. Die jetzigen Testresultate veranlassen eine Anpassung des Kriteriums wie folgt: Solange derl-Malatgehalt über 0,55% beträgt, ist der Teil der Äpfel, welche für den Konsumenten nicht akzeptabel sind, gering (0–15%). Wenn derl-Malatgehalt bis 0,54–0,50 abgenommen hat, gewinnt der Saccharosegehalt an Bedeutung. Er sollte 2% betragen.

     

Untersuchungen an Kaffee und Kaffee-ErsatzVII. Mitteilung Die Zusammensetzung des Eiwei?es des Rohkaffees

Zusammenfassung Zur Prüfung der Frage, ob die Zusammensetzung des Eiweißes von Rohkaffee von der Zugehörigkeit zu der einen oder anderen botanischen Art oder Sorte, vielleicht auch vom Standort der Pflanze abhängt, wurde das Gesamt-Protein von 5 brasilianischen Arabica-Kaffees (3 Proben der Sorte Café nacional, eine Probe Bourbon, eine Probe Café commun), 2 ostafrikanischen Robusta-Kaffees der Sorte Uganda und einer Probe Liberica-Kaffee von der Insel Fernando Poo untersucht. Die Herkunft der Muster Bowie die geologischen und klimatischen Verhältnisse der betreffenden Pflanzungen waren von den meisten Kaffees bekannt.Die nach der Methode vonMoore, Spackman andStein durchgeführte Eiweiß-Analyse ergab, daß das Gesamt-Protein der 3 Coffea-Arten praktisch die gleiche Zusammensetzung besitzt. Die Unterschiede, die im Gehalt an der einen oder anderen Aminosäure festgestellt wurden, sind innerhalb der Sorten ein und derselben Art, insbesondere vonCoffea arabica, ebenso groß und zum Teil sogar größer als die Differenzen der Eiweiß-Zusammensetzung der 3 Coffea-Arten untereinander. Auch ein Einfluß des Standortes, des Bodens usw. konnte nicht festgestellt werden. Die Unterschiede im Aufbau des Proteins der einzelnen Kaffeeproben dürften auf irgendwelche Zufälligkeiten, z. B. auf einen verschiedenen Reifezustand der Samen oder dgl. zurückzuführen sein.Bezeichnende artspezifische Unterschiede waren nur im Gehalt der Rohkaffees an Fett Bowie an Trigonellin festzustellen. Vom ersteren enthielten die 5 Arabica-Kaffees 16,50–17,40%, die Robusta-Proben 11,75% bzw. 11;33% und 5 Muster von Liberica-Kaffees 10;90%–12,00%. Der Trigonellin-Gehalt betrug bei den 5 Arabica-Proben 1,03–1,20%, bei den 2 Robusta-Kaffees 0,64 und 0,71%, bei den 5 Liberica-Mustern dagegen nur 0,24–0,28%.VI. Mitteilung:H. Thaler andR. Gaigl: Diese Z.118, 22 (1962).Die Arbeit stellt einen Auszug aus der Dissertation von HerrnRichard Gaigl dar: Vergleichende Untersuchungen über die Eiweißzusammensetzung und den Trigonellingehalt verschiedener Rohkaffees im Hinblick auf die Aromabildung. Universität München 1961.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir auch an dieser Stelle für die Unterstützung der Untersuchungen, wodurch dem einen von uns (R. G.) die Mitarbeit ermöghcht wurde. Für die ausgezeichnete Hilfe bei der Durchführung der Versuche sind wir Frl.E. Ritter zu großem Dank verpflichtet.     

Isolierung und Charakterisierung derl -Ascorbins?ureoxidase (EC 1.10.3.3) aus Weizenmehl

Zusammenfassung Weizenmehl (Caribo, 0,55% Asche) wurde mit 0,4 m-NaCl-Lösung extrahiert, diel-Ascorbinsäureoxidase mit (NH₄)₂SO₄ gefällt und das Konzentrat aufgetrennt mit der Dünnschichtisoelektrischen Focussierung an Polyacrylamid- bzw. Dextrangel. 8–12 aktive Fraktionen (Isoenzyme) werden festgestellt, die eine hohe Spezifität fürl-Ascorbinsaure gegenüberd-Isoascorbinsaure aufweiseri (im Mittel nur 7% Fremdaktivität). Die Molekulargewichte liegen zwischen 165 000 and 175 000 (bestimmt durch Dextrangel-Dünnschichtchromatographie). In frischem Mehl liegt die Aktivität bei 28 mgl-Ascorbinsäure pro kg Mehl in 30 min, nach 30 Tagen ist die Aktivität auf 5% abgesunken, nach 60 Tagen nicht mehr nachweisbar.

---

Isolation and Characterisation ofl-ascorbic Acid Oxidase (EC 1.10.3.3) from Wheat Flour

Summary Wheat flour (Caribo, 0.55% ash) is extracted with 0.4 M-NaCl-solution, the L-ascorbic acid oxidase precipitated with (NH₄)₂SO₄ and this concentrate separated by thinlayer isoelectric focussing on polyacrylamid-and dextrangel. 8–12 active fractions (isoenzymes) are detected with a high specifity forl-ascorbic acid in respect ind-isoascorbic acid activity). The molecular weights are 165,000–175,000 (determined by dextran gel-thin layer chromatography). In fresh flour the activity is near 28 mgl-ascorbic acid per kg flour in 30 min, after 30 days the activity has diminished to 5%, after 60 days no activity is detectable.

---

---

1. Mitteilung

---

Wir danken dem Forschungskreis der Ernährungsindustrie e. V. and der AIF für die finanzielle Unterstützung der Arbeit

---

Experimentelle Unterlagen aus der Dissertation von S. Reoung, Universität Bonn, 1978