Nachweis von Maillard-Produkten in Malzen, Bieren und Braucouleuren

Zusammenfassung Bei der Maillard-Reaktion reagieren primär reduzierende Zucker mit den freien Aminogruppen der Aminosäuren. Dabei entstehen aus Aldosen als erste stabile Zwischenprodukte die 1-Aminosäure-1-desoxy-ketosen (Amadori-Verbindungen). In Malzen konnten zehn Amadori-Verbindungen quantitativ bestimmt werden. Sie entstehen während des Darrens des Malzes. Aufgrund unterschiedlicher Darrbedingungen unterscheiden sich die Malztypen im Gehalt und im Muster dieser Substanzen. Während der Erhitzungsvorgänge beim Brauprozeß (Maischen, Würzekochung) werden die Amadori-Verbindungen etwa zur Hälfte abgebaut, dagegen sind bei der an schließenden Gärung keine Veränderungen zu beobachten. Aus dem Gehalt und dem Muster der Amadori-Verbindungen im Bier können somit Rückschlüsse auf das verwendete Malz gezogen werden. Bei der Herstellung von Braucouleuren werden Ammoniak bzw. Ammoniumverbindungen als Aminokomponenten eingesetzt. Die Couleure enthalten deshalb keine 1-Aminosäure-l-desoxy-ketosen, dafür aber Desoxyfructosazine, die bei der Reaktion von Zuckern mit Ammoniak entstehen. Diese Pyrazinderivate wurden in Braucouleuren in hohen Mengen (2–6 g/100 g) gefunden. Es wird eine Methode vorgestellt, mit der ein Zusatz von Braucouleuren zum Bier über die Bestimmung der Desoxyfructosazine eindeutig nachgewiesen werden kann.

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Detection of Maillard products in malts, beers, and brewing couleurs

During the Maillard reaction, the reducing sugars first react with the free amino groups of the amino acids. With aldoses, 1-amino-l-deoxyketoses (ketose-amino acids, Amadori compounds) are the first stable intermediates to be formed. In malts ten different Amadori compounds could be determined that formed during the kiln-drying of malt. Dependent on the kiln-drying conditions, the different types of malt contain different amounts and proportions of these compounds. During the brewing process (mashing, mash wort cooking) about half of the Amadori compounds are decomposed, whereas during fermentation no changes can be observed. Therefore the amount and composition of Amadori compounds detected in beer may indicate the type of malt used. During the production of brewing couleurs, ammonia or ammonium compounds react with sugars and deoxyfructosazines are formed. In brewing coleurs, relatively high amount of these pyrazine derivatives (2–6 g/100 g) could be found. An analytical method is described for the quantitative determination of deoxyfructosazines, indicating an addition of brewing couleur to beer.

     

Untersuchungen an Caramel Curiepunkt-Pyrolyse von Caramelzuckersirupen und andere strukturspezifische Untersuchungen

Zusammenfassung Es wird über die Curiepunkt-Pyrolyse handelsüblicher Caramelzuckersirup-Proben und die Identifizerung von über 80 Pyrolysefragmenten durch kombinierte Capillargaschromatographie/ Massenspektrometrie berichtet. Mit dieser Methode sind die Proben untereinander and gegenüber Couleuren differenzierbar. Mittels Ultrafiltration wurden die Komponenten einer intensiv braunen Probe in Fraktionen unterschiedlicher Molekülmasse getrennt and nach Pyrolyse miteinander verglichen. In einer niedermolekularen Fraktion wurden nach Permethylierung Laevoglucosan, 1,6-Anhydro--d-glucofuranose, Trehalose, Cellobiose, Maltose, Isomaltose und Gentiobiose Bowie einige Difructosedianhydride nachgewiesen.

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Investigations of caramel. Curiepoint pyrolysis of caramel syrups and other investigations of structure

Summary A report is given on the investigation of commercial caramel syrups by Curiepoint pyrolysis and the identification of more than 80 pyrolysis products by capillary gas chromatography mass spectrometry. This method enables the differentiation between different caramel syrups and, additionally, between caramel syrups and caramel colours. Compounds of different molecular masses have been examined in the same manner after they have been isolated from an intense brown caramel sample by ultrafiltration. In a fraction consisting of compounds with low molecular masses laevoglucosan, 1,6-anhydro--d-glucofuranose, trehalose, cellobiose, maltose, isomaltose, gentiobiose and some difructosedianhydrides were identified by GC/MS after permethylation.

     

Gaschromatographisch-massenspektrometrische Untersuchung der im Modellsystem Cystein/Methionin/Furfural unter R?stbedingungen gebildeten Aromastoffe

Zusammenfassung Das Modellsystem Cystein/Methionin/Furfural lieferte unter Röstbedingungen ein komplexes Reaktionsgemisch, das sich mittels Adsorptionschromatographie auf Kieselgel und Capillar-GC in ca. 130 Komponenten auftrennen ließ, von denen 85 capillargaschromatographisch-massenspektrometrisch charakterisiert wurden. Furfural und die aus Cystein und Methionin resultierenden reaktiven Abbauprodukte H₂S, Cysteamin und Methylmercaptan sind wichtige Precursor für heterocyclische Flavorkomponenten. Neben Furanen, (Furan)-aldiminen und schwefelsubstituierten Furanderivaten werden auchN-Furfurylpyrrole, Pyridine, Thiazole, Thiazoline, Thiazolidine, Thiophene sowie aliphatische Schwefelverbindungen und cyclische Methylenpolysulfide gebildet. Beim Kaffeerösten entsteht Furfural als eine der Furanhauptkomponenten und spielt bei der Genese wesentlicher Kaffeearomastoffe eine zentrale Rolle.

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Gaschromatographic-mass spectrometric investigation of aroma compounds from the reaction of cysteine and methionine with furfural under roasting conditions

Summary The model-system cysteine/methionine/furfural produced under roasting conditions a complex mixture of compounds which was separated by adsorption chromatography on silica gel, according to the increasing polarity of the components, into six fractions. The fractions were investigated by capillary gas chromatography with and without mass spectrometry. Of the approx. 130 compounds detected, 85 were identified and quantified. Furfural and the reactive degradation products H₂S, cysteamine and methylmercaptan, resulting from cysteine and methionine, are important precursors for heterocyclic flavor components. Besides furans, (furan)aldimines, and sulphur-substituted furan derivates, the following compounds are also formed:N-furfurylpyrroles, pyridines, thiazoles, thiazolines, thiazolidines, thiophenes, as well as aliphatic sulphur compounds and cyclic methylene polysulfides. During coffee roasting, furfural is produced as one of the major components of the furans and is essential for the formation of important coffee aroma constituents.

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Poster-Präsentation beim Deutschen Lebensmittelchemikertag in Bremen (14.–16. Sept. 1988)     

Bestimmung des Herbicids Glyphosat und dessen Hauptmetabolit Aminomethylphosphons?ure (AMPA) in Trinkwasser mit Hilfe der HPLC

Zusammenfassung Es wird eine Methode zur Bestimmung von Glyphosat und dessen Hauptmetabolit Aminomethylphosphonsäure (AMPA) in Trinkwasser beschrieben, die es erlaubt, den in der Schweiz geforderten Toleranzwert von 0,1 g/1 zu erreichen (Nachweisgrenze 0,02 g/l). Die Wasserprobe wird dabei direkt mit 9-Fluorenylmethyl-chloroformaat (FMOCCI) versetzt, um extrahierbare und gleichzeitig fluorescierende Derivate zu erhalten. Diese werden nach Ausschütteln mit einem organischen Lösungsmittelgemisch durch HPLC mit Fluorescenzdetektor bestimmt. In bisher 151 untersuchten Trinkwasserproben des Kantons Bern konnten weder Glyphosat noch AMPA nachgewiesen werden.

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Determination of glyphosate herbicide and its main metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) in drinking water by HPLC

Summary A method for the determination of glyphosate and its major metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) is described. With a detection limit of 0.02 g/l, the method suitably fulfills the requirements of the Swiss legislation (tolerance value of 0.1 g/l water). The compounds are derivatized directly in the original water sample with 9-fluorenylmethyl chloroformate (FMOCCI) in order to obtain extractable and fluorescent derivatives. These are extracted with organic solvents and determined by HPLC using a fluorescence detector. Neither of the compounds could be detected in 151 tap water samples from the Canton of Berne.

     

Single amino acid substitutions can further increase the stability of a thermophilic L-lactate dehydrogenase

Lactate dehydrogenases are of considerable interest as stereospecificcatalysts in the chemical preparation of enantiomerically pure-hydroxyacid synthons. For such applications in synthetic organicchemistry it would be desirable to have enzymes which tolerateelevated temperatures for prolonged reaction times, to increaseproductivity and to extend then applicability to poor substrates.Here, two examples are reported of significant thermostabilizations,induced by sitedirected mutagenesis, of an already thermostableprotein, the L-lactate dehydrogenase (EC 1.1.1.27 [EC] , 35 kDa permonomer subunit) from Bacillus stearothermophilus. Thermal inactivationof this enzyme is accompanied by irreversible unfolding of thenative protein structure. The replacement of Argl71 by Tyr stabilizesthe enzyme against thermal inactivation and unfolding. Thisstabilizing effect appears to be based on improved interactionsbetween the subunits in the core of the active dimeric or tetramericforms of the enzyme. The thermal stability of L-lactate dehydrogenasevariants with an active site Arg residue, either in the 171(wild-type) or in the 102 position, is further increased bysulfate ions. The two stabilizing effects are additive, as foundfor the Argl71Tyr/ Gln1O2Arg double mutant, for which the stabilityof the protein in 100 mM sulfate solution reaches that of L-lactatedehydrogenases from extreme thermophiles. All mutant proteinsretain significant catalytic activity, both in the presenceand absence of stnhilfoing salts, and are viable catalysts inpreparative scale reactions.