Die Nahrung: Jahrgang 21, Heft 10 [Reprint 2022 ed.] 9783112646120

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HEFT 10 • 1977 . 21. JAHRGANG Seite 845-973u. K43-K44

ISSN 0027-769X

NAHRAH 21 (10) 845-973 u. K 4 3 - K 4 4 (1977)

Begründet von A. Scheunert und K. Täufel H Q

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Chemie, Biochemie, Mikrobiologie, Technologie, Ernährung 21. Jahrgang

1977

Heft 10

Institut für Ernährung der Akademie der Medizinischen Wissenschaften der UdSSR, Moskau (Direktor: Prof. Dr. A. A. POKROVSKIJ F)

Zur Wirkung biologisch aktiver Stoffe der Nahrung 1 A . A . POKROVSKIJ |

Die moderne Ernährungswissenschaft betrachtet die Nahrurig hauptsächlich als Quelle für Energie, Eiweiß und andere Aufbaustoffe, der wichtigsten Mineralstoffe, Spurenelemente und Vitamine. Die Erforschung der Rolle der essentiellen Nährstoffe als Ursprung des Lebens und als Grundlage aller Stoffwechselprozesse war die wichtigste Errungenschaft der medizinischen Wissenschaft und der Biologie insgesamt. Gleichzeitig richtet die Ernährungswissenschaft ihre Aufmerksamkeit auf die Entwicklung empfindlicher und zuverlässiger Methoden zur Erfassung möglicher negativer Bestandteile der Nahrung auf die Gesundheit (Pestizide, Schwermetalle, Bakterientoxine und andere potentiell schädliche Wirkstoffe). Leider hat die ausgeprägte Differenzierung in der Wissenschaft und die Vertiefung theoretischer und methodischer Untersuchungen in der Biochemie und Molekularbiologie zu einer gewissen Trennung dieser Wissenschafts'richtungen von der Ernährungswissenschaft geführt. Dabei sind diese Richtungen eng miteinander verbunden, hauptsächlich in der modernen Stoffwechsellehre. Die Entwicklung der Hauptrichtungen der Ernährungswissenschaft hat jedoch ein relativ kompliziertes Problem von theoretischer und praktischer Bedeutung außer Betracht gelassen, nämlich die Nahrung als Quelle pharmakologischer Wirkungen. Die Fortschritte der analytischen Chemie gestatten die Charakterisierung der Nahrung als äußerst komplizierten chemischen Komplex (NESMEJANOV), aus tausenden Haupt- und Nebenkomponenten bestehend, von. ausgeprägten und unterschiedlichen physiologischen Einflüssen. Die biologische Bedeutung der in den Lebensmitteln enthaltenen Stoffe ist unterschiedlich; ihrer Erforschung muß eine genauere Klassifizierung vorausgehen (Schema i ) : Die erste Gruppe stellen die Hauptnährstoffe dar, die die Quelle für Energie und Gewebeaufbau sind; sie werden auch als Makronährstoffe bezeichnet (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße und Mineralstoffe). Die zweite Klasse der Nährstoffe wäre als „Mikronährstoffe" zu bezeichnen; sie liegen in der täglichen Nahrung in Milligramm- oder Mikrogrammmengen vor (Vitamine, Spurenelemente). Diese Klasse muß vermutlich durch eine Reihe anderer in geringen Mengen biologisch aktiver Stoffe ergänzt werden. Eine große Gruppe von Stoffen in der Nahrung können wir nicht als Nährstoffe bezeichnen, da sie v o m Organismus zur Energiegewinnung, zum Aufbau von Zellstrukturen oder zur Biosynthese notwendiger Verbindungen nicht benötigt werden. Man sollte sie als „nichtalimentäre Faktoren" bezeichnen. Diese Gruppe ist sehr umfangreich und bisher wenig untersucht. Nur einige ihrer Vertreter mit ausgeprägter biologischer Aktivität — Giftstoffe oder Stoffe von Bedeutung für die Funktion des Verdauungssystems — sind näher untersucht worden. Die Bedeutung nichtalimen1 Aus dem Russischen übersetzte (G. POSE), gekürzte und redaktionell bearbeitete Fassung (H. HAENEL, J. VOIGT) eines Vortrages anläßlich der 2. Allunionskonferenz v o m 26. —27. 11. 1976 in Moskau „Wissenschaftliche Grundlagen der Entwicklung von Produkten für die Kinderernährung und für die Diätetik".

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tärer' Faktoren scheint sehr viel größer zu sein als bisher bekannt. Zu ihnen gehören Träger von Aroma- und Geschmacksempfindungen oder pharmakologischer und toxischer Eigenschaften, Vorläufer mutagener, teratogener. und cancerogfener Stoffe, Verbindungen mit Einflüssen auf die Darmflora usw. Das Ziel dieser Arbeit ist, die Aufmerksamkeit auf diese Gruppe von Verbindungen zu lenken und den Zusammenhang zwischen dem Stoffwechsel pharmakologisch aktiver Stoffe und dem der Hauptnährstoffe aufzuzeigen. Notwendig sind Untersuchungen sowohl zum Mechanismus der pharmakologischen (und toxikologischen) Wirkung einzelner Hauptnährstoffe und ihrer Kombinationen als auch ihrer Wirkung in Kombination mit verschiedenen Xenobiotika und insbesondere mit Arzneimitteln (PETROVSKIJ 1976; TIMAKOV 1976)- Diese Probleme sind von Interesse in der Grundlagenforschung, die sich mit den Stoffwechselwegen der Nährstoffe und der Umwandlung von Xenobiotika beschäftigen. Sie müssen die wissenschaftliche Grundlage der von uns formulierten Konzeption des Schutzes der inneren Umwelt (POKROVSKIJ 1976) bilden. Offensichtlich kann die Ernährungswissenschaft nicht mehr die Betrachtung biochemischer Mechanismen folgender Probleme umgehen: Die unterschiedliche Vereinbarkeit einzelner Lebensmittel; die Unvereinbarkeit einiger Arzneimittel mit einzelnen Lebensmitteln; Ernährungsregime zur Realisierung günstiger pharmakologischer Wirkungen von Arzneimitteln; die Umwandlung von Nährstoffen im menschlichen Organismus in toxische Produkte; die biochemische Erklärung von individuellen Nahrungsallergien; inadäquate Nahrung als Ursache der Dysbakteriosen u. a. Neben der Stoffwechselphysiologie sind die Fermentstruktur der Zelle, die subzellulären Membranen, physiologische und biochemische Regulationsmechanismen und die Konzeption des Systems der Lebensfunktionen als einheitliches Ganzes (ANOCHIN 1975) zu berücksichtigen. Eine breit angelegte Entwicklung dieses Kapitels der Ernährungswissenschaft vom Standpunkt der modernen Stoffwechsellehre auf der Ebene des Gesamtorganismus und auf der von zellulären, subzellulären und molekularen Prozessen bezüglich der Wirkungsmechanismen vieler Xenobiotika erscheint notwendig.

Einige Probleme des Schutzes der inneren Umwelt des menschlichen

Organismus

Ein wichtiges integrales Kriterium des Nahrungsschutzes schließt Parameter der „Reinheit" der inneren Umwelt des menschlichen Organismus ein, die Abwesenheit von fremden, insbesondere stabilen Stoffen. Die Speicherung eines stabilen Fremdstoffes im Organismus kann gefährlich sein, da sie zu Störungen des Zellmetabolismus führt. Daraus resultiert die Notwendigkeit, der Speicherung von Xenobiotika bzw. ihrer unter Umständen negativ wirkenden Stoffwechselprodukte im Organismus vorzubeugen. Wichtige, in Lebensmitteln enthaltene Xenobiotikaklassen sind die Mykotoxine, einige organische Quecksilber-, Blei- und Cadmiumverbindungen, Antibiotika, Pestizide und andere Stoffe aus der landwirtschaftlichen Produktion. Diese Richtung ist jedoch nicht auf die Probleme des Umweltschutzes auf dem Lebensmittelgebiet beschränkt, also die Reduzierung der Verunreinigung mit toxischen Substanzen. Gleichzeitig sind die Zusammenhänge mit der Nahrung, soweit sie in Energie und Gewebestrukturen umgewandelt wird, zu berücksichtigen. Vorrang haben Prozesse, die sowohl auf die Intoxikation durch Xenobiotika wie auch auf Prozesse der Selbstreinigung des Organismus gerichtet sind. Viele der von.Tier und Pflanze aufgenommenen Stoffe werden im menschlichen Organismus gespeichert; dabei ist der Kumulationsgrad im tierischen Organismus eine Funktion der Stabilität dieser Verbindungen. Bekannt wurde das Beispiel der DDT-Kumulation. Es muß deshalb vorsichtig an die Anwendung neuer Agrochemikalien herangegangen werden, insbesondere, wenn ihre chemische Stabilität im Organismus relativ hoch ist. Zu den Verbindungen, die eine latente potentielle Gefahr darstellen, gehören eine Reihe von Kohlenwasserstoffen, Nitrosamine, einige Mykotoxine und andere Verbindungen mit mutagener und cancerogener Wirkung. Nicht immer ist es möglich, eventuell schädliche Folgen der Speicherung von auf den ersten Blick gefahrlos erscheinenden Xenobiotika vorauszusehen. Hier ist auf einige Verbindungen hinzuweisen, die zu der ständig steigenden Zahl der Nahrungsallergien führen. Einige Verbindungen mikrobiologischen Ursprungs verfügen über strukturelle Besonderheiten und weichen von der chemischen Zusammensetzung der meisten natürlichen Lebensmittelbestandteile ab (ungewöhnliche Aminosäuren, Peptid- und Mukopolysaccharidstruktur); für deren Verstoffwechslung verfügt der Mensch nur.über ein begrenztes Fermentspektrum. 58«

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Von Bedeutung ist die Erarbeitung von Methoden zur Beurteilung der metabolischen Abbauprozesse von Xenobiotika im Organismus, z.B. im System des endoplasmatischen Retikulums, der Mitochondrien und Lysosomen, die die unikale Schützfunktion gegen fremde Biopolymere ausüben. Wichtig ist weiterhin die richtige Beurteilung der Schutzwirkung der Kompartimentierungssysteme des Organismus und damit der Wirkung der Biomembranen, deren Zuverlässigkeit anscheinend mit der Näherung an die lebenswichtigsten Orte der Zelle, d. h. die Träger der genetischen Information, wesentlich steigt. Die Wirkung vieler Xenobiotika, einschließlich Arzneimittel und krankheitsfördender Faktoren, wird im Organismus über die Stoffwechselsysteme realisiert, deren Grundlage die Umwandlung von Nährstoffen bildet; es wäre ein Fehler, den prophylaktischen und unter Umständen auch negativen Einfluß von Arzneimitteln und anderer Xenobiotika auf das Endergebnis nicht zu berücksichtigen. Beim Uberdenken der Forschungsaufgaben, die sich aus der Notwendigkeit der Erforschung der pharmakologischen Eigenschaften der Nahrung ergeben können, müssen an erster Stelle stehen die ständig steigende Häufigkeit schlechter Verträglichkeit einiger Nährstoffe und auch einzelner Lebensmittel, die Betrachtung der Nahrung als Präger biologisch aktiver Stoffe und antialimentärer Faktoren, Untersuchungen der Ernährungsweise als Ursache für die Entwicklung von Dysbakteriosen u. a.

Erscheinungen

der

Lebensmittelunverträglichkeit

Unser Wissen über den negativen Einfluß bestimmter Lebensmittel auf den menschlichen Organismus ist gering. In diesem Kapitel sollen deshalb einige Vorstellungen über die „Unverträglichkeit" einzelner Nährstoffe und Lebensmittel allein als auch ihrer Kombinationen mit Arzneimitteln und anderen Xenobiotika dargelegt werden. Relativ widersprüchlich sind die Definitionen einzelner Arten der Unverträglichkeit der Nahrung. Dies führte oft zu Konflikten in der praktischen Tätigkeit des Arztes, zur unklaren Differenzierung der Nahrungsallergie von anderen Arten der Unverträglichkeit einzelner Nährstoffe, z. B. infolge genetischer Enzymopathien. Die Unverträglichkeit einzelner Lebensmittel und ihrer Unvereinbarkeit untereinander ist normalerweise mit bestimmten individuellen Besonderheiten der Stoffwechselprozesse verbunden, ihre Häufigkeit ist unterschiedlich. So ist die Laktoseintoleranz häufig anzutreffen, die erhöhte Empfindlichkeit einzelner Personen gegenüber bestimmten Nahrungsallergenen ist selten, eine teilweise Fermentblockierung, hervorgerufen durch eine Monosaccharidintoleranz, ist sehr selten. Die Prinzipien der Unverträglichkeit sind in Gruppenbesonderheiten und streng individuellen Besonderheiten des Stoffwechsels zu suchen. Die Ursache ihrer Entstehung liegt nicht selten in quantitativen und qualitativen Abweichungen von der von uns formulierten Regel der Übereinstimmung von Fermentsystemen des Organismus und der chemischen Struktur der Nahrung (POKROVSKIJ 1966). Folgende Gruppen der Unverträglichkeit kann man unterscheiden: Die erste Gruppe enthält Fälle der vererbbaren vollständigen genetischen Störung der Bildung eines Fermentes im Verdauungstrakt. Zu ihnen gehören Laktoseintoleranz (Fehlen von (S-Galaktosidase in der Dünndarmmucosa), Glutenintoleranz (Blockierung der Synthese einer der P^ptidasen) u. a. Die zweite Gruppe enthält Fälle vorwiegend sekundär erworbener Fermentschwäche einzelner Verdauungsenzyme.- Ihre Entwicklung hängt zusammen mit einer stark ausgeprägten Hyposekretion der Verdauungssäfte und damit ihrer Fermente (Magenschleimhaut: Pepsin, Gastrixin, Salzsäure; Bauchspeicheldrüse: Trypsin, Chymotrypsin, Lipase; Darmmucosafermente). Zu ihnen gehören die am meisten verbreiteten Fälle verminderter Verträglichkeit vieler Lebensmittel. Nicht selten sind diese Erkrankungen Folgen langwährender entzündlicher und atrophischer Prozesse. In der dritten Gruppe werden Erscheinungen der Nahrungsallergie zusammengefaßt (ADO 1970; NOGALLER 1975; ROWE rg3i, 1936, 1972). Die Nahrungsallergien machen nach Angabe verschiedener Autoren 5 — 50% aller Allergie-Erkrankungen a u s (BURRAGE u n d IRVIN 1 9 4 4 ; ROWE 1 9 3 1 ; 1936). S o leiden a n N a h r u n g s m i t t e l a l l e r g i e n 2 0 % d e r

Schüler in den USA (JOFFE 1973); nach ADO und SEREGINA (1970) litten 36% von 710 an Allergie erkrankten Patienten an Nahrungsallergien. Nahrungsallergien können von sehr vielen Lebensmitteln hervorgerufen werden. Chemische Zusammensetzung und Struktur der meisten Allergene sind noch weitgehend unbekannt, jedoch läßt die moderne Erklärung der Allergien als immunochemische Reaktionen in den meisten Fällen die Annahme zu, daß spezifische Eiweiße oder Peptide essentielle Komponenten sind.

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Die am meisten verbreiteten Nahrungsallergene sind sicher die Proteine von Ei, Milch, und Weizen Häufig kommen auch Allergien gegen Fisch, Mollusken, Erdbeeren, Nüsse, Tomaten, Schokolade' Bananen und Zitrusfrüchte vor, aber auch gegenüber einzelnen Fleischarten, z. B. Schweinefleisch. Praktisch wichtig ist der Fakt, daß die meisten Allergene bei relativ starker Wärmebehandlung (120 °C, 30 min) stark geschwächt oder zerstört werden (PERLMAN 1966). Wichtige Nahrungsallergene sind die Beta-Laktoglobuline A und B, die 10% des Milcheinweißes in Milcherzeugnissen ausmachen (RATNER U.. a. 1958). Etwas weniger ausgeprägt sind die allergischen Eigenschaften von Laktalbumin und verschiedenen Caseinfraktionen. Interessant ist die Allergie z . B . gegen Kuhmilch (0,1 — 5 % der Kindererkrankungen) (COLLINS-WILLIAMS 1962; ROWE 1972), die — ohne allergische Erscheinungen hervorzurufen — durch Ziegen-, Stuten-, ,,Soja"- oder „Erdnuß"-Milch ersetzt werden kann. In Eierzeugnissen besitzt das Eialbumin die stärksten allergischen Eigenschaften (PERLMAN 1966). Immunologische Reaktionen als Ursache der Allergien gelten als gesichert. Die Eiweißfraktion, die Träger aller bisher identifizierten, für die hyperergischen Reaktionen bei Allergien verantwortlichen Antikörper ist, wurde als Immunglobulin IgE bestimmt (NESHIN 1966; ISCHIZAKA U. a. 1966). Es besteht Grund zur Annahme, daß die Freisetzung histaminähnlicher Stoffe eine bestimmte Rolle spielt (USPENSKIJ 1962). Die ausgeprägte Organselektivität der allergischen Prozesse bei der Wirkung verschiedener Allergogene auf den Organismus führten zur Vorstellung über die „Shock organs" (COCA u. a. 1931). Die Empfindlichkeit des kranken Organismus gegen einzelne Nahrungsallergene schwankt in weitem Bereich. Eiproteinspuren in der Nahrung, der Geruch von Fisch oder Petersilie öder Hefespuren (z.B. in Bier, Brot) können bei empfindlichen Patienten zu typischen allergischen Reaktionen führen (FONTANA, STRAUSS 1973). Nahrungsmittel können also vom Standpunkt der Allergologie Stoffe mit ausgeprägter biologischer Aktivität enthalten, bei denen es sich vorwiegend um Proteine handelt. Dies ließ uns eine Beteiligung des Lysosomenapparates am Mechanismus der allergischen Fermentreaktionen als möglich erscheinen. In Versuchen, die wir zusammen mit MARKOKKO, STAL'NAJA und SHIRINA durchführten, konnte die Aktivierung einer Reihe lysosomaler Fermente, die bei der Inaktivierung biogener Amine bei anaphylaktischem Schock beteiligt waren, nachgewiesen werden. Untersuchungen zur biologischen Wirkung alkylierter Proteine zeigten, daß in einer Reihe von Fällen Allergien ein Resultat der Bildung stabiler modifizierter Eiweißstoffe im Organismus selbst sind, die fremdartig für den Organismus werden und zur Bildung spezifischer Antikörper führen (POKROVSKIJ 1959).

Eine Grenze zwischen allergischen und nicht allergischen toxischen Reaktionen zu ziehen, ist kaum möglich, da im Laufe der ersten Wirkungsstadien des Giftes die Bildung von Verbindungen möglich ist, die aktiv mit dem Protein reagieren und sie in für den Körper fremde Antigene verwandeln. Dieser Prozeß kann in erster Annäherung als eine kontinuierliche Reaktionskette beschrieben werden, die den niedermolekularen Stoff A in eine hochmolekulare, nicht selten elektrophile Verbindung vom T y p freier Radikale verwandelt, wobei dieses Zwischenprodukt mit dem Protein reagiert und ein stabiles, seiner biologischen Funktionen enthobenes Eiweiß gebildet wird, eine Protease, die über ausgeprägte allergische Eigenschaften verfügt. Bezüglich der Definition von Nahrungsallergien gibt es nicht selten Unstimmigkeiten (ADO 1970). Zu den Nahrungsallergien werden in der Praxis nicht nur Erscheinungen von Nahrungsunverträglichkeit gezählt, sondern auch von Arzneimitteln. Deshalb ist es zweckmäßig, die Gruppe der Nahrungsallergien mit Erscheinungen immunologischer Unvereinbarkeit klar zu umreißen, d. h. unter Nahrungsallergien sind immunologische Konflikte vorwiegend auf der Ebene des Verdauungstraktes zu verstehen. Deshalb muß bei Zuordnung einer Nahrungsallergie zu den Erscheinungen der Unverträglichkeit zuerst eine genaue Festlegung der Nährstoffe erfolgen, die Träger der antigenen Eigenschaften sind, die die pathologische Reaktion verursachen. Die Unverträglichkeit vieler hoch- und niedermolekularer Verbindungen kann bei genauer chemischer Beurteilung meist einer der o. a. 3 Gruppen zugeordnet werden. Dennoch ist es zweckmäßig, schon jetzt eine weitere Differenzierung in Abhängigkeit von den rezeptiven Feldern, auf die die Nährstoffe wirken, vorzulegen. So kann eine Unverträglichkeit einiger Nährstoffe nicht nur mit Fermentdefekten einzelner Teile der Mucosa des Verdauungstraktes einhergehen, sondern auch mit der Störung spezifischer Fermentglieder der Transformation von Nährstoffen auf der Zellebene anderer Organe und Systeme, an erster Stelle der Lysomosen, deren Hauptfunktion der Abbau für den Organismus fremder Polymerer ist. Da die Aktivierung der lysosomalen Fermente eng mit Zustand und^ Umwandlung der Membranen verbunden ist, so ist vorauszusehen, daß künftig immer

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mehr Erscheinungen verminderter Verträglichkeit von biopolymeren Nährstoffen des lysosomalen Fermentapparates zu finden sind (POKROVSKIJ 1974, 1976). In den letzten nicht veröffentlichten Untersuchungen zusammen mit SHIRINA und POTEKAEVA wurde gezeigt, daß die Aktivierung des lysosomalen Fermentapparates im Experiment zu einer statistisch gesicherten Verminderung der Anaphylaxie führt. So verursachten bei Meerschweinchen induzierte Dosen Stutenserum bei gleichzeitigem Eiweißmangel eine ausgeprägte Schwächung des anaphylaktischen Schocks. Dies kann eine gewisse Bedeutung für die Diätologie haben. Die Ursachen der Unverträglichkeit einzelner Lebensmittel und ihrer Unvereinbarkeit untereinander sind kaum untersucht. Es soll nur erwähnt sein, daß die oft anzutreffende Unverträglichkeit so weitverbreiteter Lebensmittel wie Weißkohl und frische Gurken nicht nur durch den hohen Gehalt an Cellulose u. a. Ballaststoffen erklärt werden kann, wie das manche Autoren versuchen. Eine Unverträglichkeit wird bei einigen Personen auch durch filtrierte Kohlbrühe und Extrakte aus frischen Gurken hervorgerufen, die praktisch frei von Cellulose sind. Gleichzeitig vertragen diese Personen besser saure Gurken und Sauerkraut, in denen der Gehalt an Cellulose relativ hoch, eine Reihe niedermolekularer Stoffe aber vergoren ist.

Nahrung

als Träger biologisch-aktiver

Stoffe

Unter biologisch aktiven Stoffen im weiten Sinn kann em beliebiger Nährstoff (einschl. Wasser) verstanden werden, die übliche Terminologie versteht jedoch darunter nur solche Verbindungen, die in minimalen Mengen hohe physiologische Wirkungen hervorrufen. Die medizinisch-biologische Sektion der AMW der UdSSR (Dezember 1975) zählt zu diesen Stoffen - Arzneimittel, viele Alkaloide, Hormone, Vitamine und Spurenelemente, viele Metabolite, biogene Amine, Überträgerstoffe sowie e i n e R e i h e t o x i s c h e r S t o f f e (FEDOROV, ZUKUSOV 1 9 7 6 , JUDAJEW 1 9 7 6 , DEBOV 1 9 7 6 , POKROVSKIJ 1976)

wie Membrantoxine, Schwermetalle, Cancerogene, Mutagene Einen einheitlichen Standpunkt hierzu gibt es nicht. Die meisten dieser biologisch aktiven Stoffe sind m Lebensmitteln enthalten. Die biologische Aktivität dieser m der Nahrung enthaltenen Stoffe wird_ jedoch weder von Pharmakologen noch von Ärzten berücksichtigt, obwohl sie manchmal in höheren Mengen vorkommen als sie in der Pharmakologie Anwendung finden. Jedoch gibt es metabolische Grundlagen für eine gewisse Maskierung der biologischen Aktivität einiger Stoffe, viele dieser Stoffe sind in Lebensmitteln nicht so aktiv wie m reinem Zustand Das bezieht sich auf Gemische von Aminosäuren (HEGSTED 1964), Vitamine (TEROINE 1969), Alkaloide (KURSANOV 1952) u. a. Der Grund für die Reduzierung der biologischen Aktivität dieser Stoffe in der Nahrung mag in der langen molekularen Evolution der biokatalytischen Systeme des Organismus und der damit verbundenen Fermentadaptation an die natürlichen Kombinationen biologisch aktiver Stoffe liegen, die im Endergebnis ihren Ausdruck in der Konzeption und Formel der bilanzierten Ernährung findet, d. h. die Formel der bilanzierten Ernährung charakterisiert im bestimmten Grad die im Prozeß des Stoffwechsels einander neutralisierenden quantitativen Wechselbeziehungen der Nährstoffe; jede ernste Störung dieser Wechselbeziehungen führt in der Regel zum Auftreten der bis dahin durch die bilanzierte Form latenten biologischen Aktivität Das Wesen des Gleichgewichts der biologischen Wirkung einzelner alimentärer Faktoren stützt sich auf das Gesetz der Übereinstimmung zwischen Fermentkonstellation des Organismus und chemischer Struktur der Nahrung (POKROVSKIJ 1966). In dieser Arbeit möchten wir die Aufmerksamkeit vor allem der Pharmakologen und Toxikologen besonders auf die quantitative Seite dieser Übereinstimmung lenken und dabei versuchen, eine mathematische Beschreibung der entsprechenden Situationen zu geben Die Nahrung ist sowohl Ursprung aller vom Organismus synthetisierten biologisch aktiven Verbindungen als auch ein möglicher Träger vieler Xenobiotika. Die biologisch aktiven Stoffe der Nahrung sind Grundlage sowohl lebensnotwendiger Prozesse, ohne die die Existenz des Organismus unmöglich wäre, als auch unter bestimmten Bedingungen die Ursache für ungünstige Reaktionen, die zur Entwicklung schwerer pathologischer Zustände führen können. Deshalb sollen zunächst die konkreten Beziehungen einzelner Nahrungskomponenten zur Bildung einiger wichtiger biologisch aktiver Stoffe im Organismus dargelegt werden, die einige von ihnen in der Rolle als direkte Vorläufer der Biosynthese chemischer Regulatoren physiologischer Prozesse zeigen. Am interessantesten in dieser Hinsicht sind Fermente, Hormone und Überträger nervöser Impulse. Der Zusammenhang zwischen Vitaminen und der Biosynthese zahlreicher Fermente ist eine der hauptsächlichen Grundlagen der modernen Enzymologie und insbesondere der Theorie der Bildung

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des aktiven Zentrums (BRAUNSTEIN 1969; SEVERIN 1962; JAKOVLEV 1965). Die meisten wasserlöslichen Vitamine im Organismus üben diese unikalen Funktionen aus. Sie nehmen Schlüsselpositionen bei der Gewährleistung einer Vielzahl fermentativer Prozesse ein. Ein Defizit eines beliebigen dieser Mikronährstoffe führt deshalb relativ schnell zu einer Reihe pathologischer Erscheinungen, die sich nicht nur in spezifischen Wirkungen, sondern auch in allgemeinen Symptomen (Wachstumshemmung, herabgesetzte Widerstandskraft u. a.) ausdrücken. Diese Erscheinungen sind Ausdruck einer Beeinträchtigung von Stoffwechselprozessen (biologische Oxydation, Phosphorylierung u. a.). . Die These über die enge strukturelle Bindung der Vitamine und Fermente bezieht sich allerdings nicht auf die fettlöslichen Vitamine. Es ist nicht notwendig, auf die bekannten spezifischen Funktionen dieser Vitamine einzugehen. Sowohl unsere Untersuchungen als auch die anderer Autoren (POKROVSKIJ

1 9 7 4 ; F E L L U. a . 1 9 6 2 ; D I N G L E , L U C Y

1962; MACK u. a. 1 9 7 2 ; SUDHAKARAN,

KURUP

1974) lassen die Wahrscheinlichkeit zu, daß das hauptsächliche Ziel einer Reihe fettlöslicher Vitamine in gewissem Grade auch die zellulären und subzellulären Membranen sind. Diese Annahme trifft vermutlich noch mehr für die toxischen Eigenschaften solcher fettlöslichen Vitamine wie Retinol und Calciferol zu. Sehr viel weniger in der Literatur diskutiert ist die Rolle essentieller Nahrungsfaktoren als Vorläufer der Synthese von Überträgerstoffen und Hormonen. Dabei sind die Ketten fermentativer Reaktionen, die die Grundlage für die Umwandlung von Mikronährstoffen in die hauptsächlichen chemischen Überträgerstoffe der Nervenerregung bilden, wesentlich kürzer als bei der Synthese vieler Kofermentstrukturen aus Vitaminen. Tatsächlich unterliegt das vitaminähnliche Cholin bei seiner Umwandlung in den bedeutendsten Überträger der synaptischen Leitung der Nervenimpulse, das Acetylcholin, lediglich der Veresterung ( M I C H E L S O N U. a . 1 9 5 1 , N A C H M A N S O N 1 9 5 9 ) .

Es wurde gezeigt, daß' das seinerzeit als essentiell angesehene Cholin vom Organismus synthetisiert werden kann. Gleichzeitig wird Acetylcholin ebenso wie D O P A als hochaktives pharmakologisches Präparat betrachtet. Cholin ist aber eine weitverbreitete Nahrungskomponente, dessen Zufuhr mit der Nahrung das Vielfache der mit Arzneimitteln zugeführten Menge beträgt; der Mensch nimmt täglich mit der Nahrung 3 — 5 g Lecithin auf, das entspricht etwa 0,7 g Cholin. Die Bedeutung dieser Nahrungskomponente wird durch das pathologische Syndrom unterstützt, das bei Protein-CholinMangel auftritt (Fettinfiltration, zyrrhotische Veränderungen, LeberhyperplaSie und sogar Hepatitis;CZERKES u . a. i 9 6 0 ; VOLGAREV 1 9 7 1 , 1 9 7 2 ; ENGEL

u . a. 1 9 4 7 ) .

Die Glutaminsäure unterscheidet sich von der y-Aminobuttersäure, die breite Anwendung bei der Behandlung der Nervenerkrankungen findet, nur durch das Stadium der Decarboxylierung; auch Glutaminsäure selbst wird als Arzneimittel bei Epilepsie und einigen Psychoseformen eingesetzt. Wenn dabei berücksichtigt wird, daß mit der Nahrung Glutaminsäure täglich zugeführt wird, die die pharmakologischen Dosen weit übertrifft, so darf das bei Anwendung dieser beiden pharmakologischen Präparate nicht unberücksichtigt bleiben. Nur 2 fermentative Glieder sind zur Umwandlung der essentiellen Aminosäure Tryptophan in das wegen seiner Wirkung auf die synaptische Leitfähigkeit des ZNS interessante Serotonin erforderlich. Nur wenige Reaktionen, die die richtige Folge der Hydroxylierungs- und Decarboxylierungsprozesse gewährleisten, charakterisieren die Umwandlung von Tryptophan in biologisch aktive Stoffe, die vorrangige Bedeutung sowohl in der Physiologie des Nervensystems als auch in der Pharmakologie besitzen; zu ihnen gehören DOPA, Noradrenalin und Adrenalin, Und endlich wird die Umwandlung von Histidin in Histamin, dessen Rolle.bei der Entwicklung einiger, z . B . mit Gefäßreaktionen zusammenhängender, physiologischer und pathologischer Prozesse umstritten ist, nur durch einen Reaktionsschritt, nämlich die CO a -Abspaltung, charakterisiert. Die mit der Nahrung zugeführten Aminosäuren sind also — ähnlich wie die Vitamine — Vorläufer vieler biologisch aktiver Stoffe, und es gibt ausreichend Gründe zur Annahme, daß die Höhe der Zufuhr unter bestimmten Bedingungen den metabolischen und physiologischen Status des Organismus wesentlich beeinflußt. So konnten wir vor kurzem zeigen, daß ein Eiweißmangel relativ schnell zu verschiedenen Veränderungen der physiologischen Paramenter des Organismus und insbesondere der Reaktivität führt. Proteinmangel führt rasch zu einer Verminderung der bedingtreflektorischen Reaktionen und zur Abnahme der Antistressresistenz (POKROVSKIJ 1976). Interessanterweise waren diese Störungen von Veränderungen des Acetylcholinstoffwechsels begleitet. Diese Ergebnisse über den Einfluß der Proteinernährung und der spezifischen Wirkung einzelner Aminosäuren auf den Überträgerstoffwechsel müssen nicht nur bei der Gewährleistung eines bestimmten metabolischen

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Status und bei der Prophylaxe einiger Vergiftungen (Acetylcholinesterasehemmstoffe) berücksichtigt werden, sondern auch bei der Anwendung solcher pharmakologischer Präparate in der Klinik, die auf den Überträgerstoffwechsel Einfluß nehmen sollen. Der Versuch, größere Mengen einzelner Aminosäuren mit der Nahrung zu verabreichen, führt relativ schnell zu einer selektiven Beeinflussung des metabolischen Hintergrundes des Nervensystems und über dieses der Reaktivität des Organismus, gemessen an Krampfzuständen, die durch standardisierte Lautsignale nach KRUSCHINSKIJ hervorgerufen werden (POKROVSKIJ, KOROVNIKOV 1976). Bei Fehlen eines gesicherten Einflusses durch Glycin und Methionin war die Krampfintensität durch Glutaminsäure und Succinatgaben wesentlich schwächer, bei Histidinverabreichung nahm sie sogar zu. Vom metabolischen Standpunkt aus muß man sich die positive Antikrampfwirkung der Glutaminsäure

( M C I L V Y N 1 9 6 2 ; MASCHKOVSKIJ

1 9 7 2 ; MASLOVA 1 9 7 1 ; POGODAJEV 1972) v o r allem als v e r -

stärkte Synthese von y-Aminobutter- und y-Hydroxybuttersäure, deren hemmende Wirkung auf das zentrale Nervensystem als bewiesen anzusehen ist, vorstellen. Beider Interpretation dieser Glutaminsäurewirkung ist die Fähigkeit, während des Krampfanfalls im Gehirn gebildetes Ammoniak zu binden sowie die Möglichkeit ihrer Einbeziehung in den Krebszyklus mit einer gewissen Zunahme der ATP-Synthese zu berücksichtigen. Es erhebt sich die Frage, worin der prinzipielle Unterschied zwischen Vitaminen,-Spurenelementen und einigen essentiellen Aminosäuren liegt, deren Rolle als direkter Vorläufer der vom Organismus synthetisierten biologisch aktiven Stoffe offensichtlich ist. Ist eine strenge Trennung zwischen diesen Aminosäuren und Vitaminen überhaupt berechtigt ? Sollte man sie nicht zur Gruppe der Mikronährstoffe zählen, die Synthesevorläufer biologisch aktiver Stoffe sind ? Unterstützt wird die Zweckmäßigkeit der Einordnung einer Reihe von Mikronährstoffen als Vorläufer der Synthese biologisch aktiver Substanzen durch Ergebnisse auf dem Gebiet der Endokrinologie. Eine direkte Unterstützung dieser These ist z . B . in der Rolle des Calciferols, eines Vorläufers bei der Synthese des den Calciumstoffwechsel regulierenden Hormons, zu sehen. Untersuchungen von DE LUCA (USA) und KONDICEK (Großbritannien) bestätigen eine in 2 Stadien verlaufende Hydroxylierung des Cholecalciferols in den'Positionen 1 und 25. Erstaunlich ist, daß die in 2 Stadien verlaufende Hydroxylierung in 2 verschiedenen Organen — in Leber und Nieren — stattfindet. Es ist wichtig, daß der Organismus über spezielle Regulationssysteme verfügt, die die Bildung aktiver Vitamin-D-Formen in Mengen gewährleistet, die dem physiologischen Bedarf entsprechen und den Organismus vor einer überhöhten Synthese im Falle einer erhöhten Zufuhr der Vorläufer mit der Nahrung schützen. Die erste Stufe der Hydroxylierung des Vitamin D zu 25-Oxycholecalciferol erfolgt in der Leber. Der Regulationsmechanismus dieses Prozesses beruht auf der Hemmung der 25-Hydroxylase durch das Reaktionsprodukt, das 25-Oxycholecalciferol. Die Umwandlung in 1,25-Dioxycholecalciferol erfolgt in den Nieren. Die letzte Verbindung wird nur unter Bedingungen einer Hypocalcämie und Hypophosphatämie gebildet. Bei normaler oder erhöhter Calcium- und Phosphorkonzentration hört die Synthese von 1,25-Dioxycholecalciferol, das die Resorption dieser Ionen im Darm und ihre Mobilisierung aus dem Knochenmark stimuliert, auf, und an seiner Stelle wird die wenig aktive Form 24,25-Dioxycholecalciferol gebildet (DE LUCA 1975). Die Kapazität solcher Regulatorsysteme ist jedoch nicht unbegrenzt. Entstanden im Laufe der Evolution, sind sie nur den Schwankungen der Zufuhr an Vorläufern angepaßt, die gewöhnlich in der Nahrung der gegebenen Spezies vorkommen. Bei der Verabreichung sehr hoher Vitamin-D-Dosen ist die Kapazität der Regulations- und Schutzsysteme unzureichend, und Intoxikationen sind die Folge. Bewiesen ist gleichfalls die Rolle der Arachidonsäure und damit auch der Linolsäure als Vorläufer bei der Synthese einer sehr wichtigen Gruppe hormonähnlicher Stoffe, der Prostaglandine. BERGSTREM u. a. (1962, 1964) bewiesen die strukturelle Ähnlichkeit der Prostaglandine mit den essentiellen Fettsäuren und entdeckten im Hodengewebe das Fermentsystem, das für die Synthese der Prostaglandine verantwortlich ist. Zu den Besonderheiten der Prostaglandine als Hormone zählt — daß sie nicht in speziellen Drüsen synthetisiert werden, sondern in vielen Geweben und Organen; — die Vielseitigkeit ihrer Wirkung und ihr Zusammenhang mit einigen anderen hormonellen Substanzen: Hemmung der Magensekretion, Steigerung der Steroidsynthese, Hemmung der Lipolyse; — die Kopplung ihrer Wirkung an das System Adenylatcyclase — cyclisches 3',5'-AMP. Nach dem HoRTONSchen System (1969) ist die Ursache der Wechselbeziehungen zwischen Prostaglandinen und Hormonen in der negativen Rückkopplung zu finden. Viel weniger erforscht ist der Zusammenhang zwischen den chemischen Umwandlungen des Tocopherols und den Funktionen der Geschlechtshormone. Die bekannten antioxydativen Eigenschaften des Tocopherols können nicht seine selektive Wirkung als „antisteriler" Faktor erklären.

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Es gibt viele Beweise für die hervorragende Rolle der Spurenelemente bei der Biosynthese biologischer Stoffe, z. B. des Jods als Vorläufer der Thyroxinsynthese und die Abhängigkeit der gebildeten Menge des Schilddrüsenhormons von der Jodversorgung des Organismus. Weniger bekannt ist die Rolle z. B. von Zink und Chrom. Bemerkenswert sind neuere Arbeiten über die biologische Bedeutung von Chrom. Schon relativ lange wird Chrom mit dem die Glucosetoleranz beeinflussenden Nahrungsfaktor in Zusammenhang gebracht. GLASER und HALPERN entdeckten 1929 die potenzierende Wirkung von Hefeextrakten auf die Insulinwirkung. Die Inkubation des Hormons mit Hefeextrakt führt zu einem Anstieg seiner hypoglykämischen Wirkung. Lange Zeit blieb der Mechanismus dieser potenzierenden Wirkung unbekannt. Viel später fiel MERZ u. a. (1955, 1959, 1969) die relativ hohe Chromkonzentration dieses Extraktes auf, und sie nahmen an, daß Chrom ein Bestandteil des Glucosetoleranzfaktors (GTF) ist. Sie erbrachten den Beweis für die Wechselwirkung dieser beiden Faktoren. Versuche, die Glucoseverträglichkeit älterer Leute durch Verabreichung von Chrom(III)-chlorid zu verbessern, zeigten positive Ergebnisse (HOPKINS 1968). Allerdings bilden anorganische Chromsalze nicht den GTF, sie spielen jedoch unter bestimmten Bedingungen die Rolle von Vorläufern. In Hefekulturen, die arm an Chrom sind, konnte durch anorganisches Chrom eine Stoffwechselaktivierung beobachtet werden (Bildung von C0 2 ), jedoch erst nach 3 —16 h; die Verabreichung vollwertiger Hefezellen zeigte dagegen eine sofortige Wirkung (BURKENHOLDER 1967). Noch bemerkenswerter ist die Reaktion von Chrommangeltieren auf Verabreichung des G T F . Bei Mäusen einer reinen Diabeteslinie führte dies zu schnellem Absinken nicht nur der Glucose-, sondern auch der Triglycerid- und Cholesterinkonzentration. Dabei ist die Wirkung des G T F auf den Lipidstoffwechsel sehr viel weniger verständlich (TUMAN u.'a. 1974). Viele Untersuchungen beschäftigten sich mit der chemischen Identifizierung des G T F ; es ist eine niedermolekulare, wasserlösliche, thermostabile Chromverbindung mit einem Peak im UV-Absorptionsspektrum bei 262 nm. Diese Verbindungen werden vom menschlichen Organismus viel besser utilisiert als anorganische Chromverbindungen und sind im Gegensatz zu ihnen in der Lage, eine direkte insulinähnliche Wirkung auszuüben. Einer seiner Bestandteile ist Nicotinsäure. Der synthetisierte Chromnicotinsäurekomplex (Tetrahydrodinicotin-Chrom-Komplex) besitzt tatsächlich biologische Aktivität, ist j edoch nicht stabil und unterscheidet sich in mehreren Eigenschaften vom G T F (POLONSKY 1974). Im natürlichen G T F sind auch einige Aminosäuren (Glycin, Glutaminsäure, schwefelhaltige Aminosäuren) enthalten, die vermutlich seine Aktivität steigern. MERZ vertritt die Hypothese, nach der der G T F eine Vermittlerfunktion zwischen den in den Zellmembranen lokalisierten Rezeptoren und Insulin ausübt (1969, 1975); somit ist er die biologisch aktive Form des Chroms, die entweder in dieser Form Bestandteil einiger Lebensmittel sein kann oder im Organismus aus anorganischen Chromverbindüngen, Insulin und einigen Aminosäuren synthetisiert wird. Somit übt das im G T F enthaltene Chrom wichtige Funktionen bei der Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels aus. Es muß jedoch auf die meist nicht berücksichtigte hohe Flüchtigkeit der Chromverbindungen hingewiesen werden; bei der Trocknung einiger Erzeugnisse treten schon bei Temperaturen von 80—100 °C beachtliche Chromverluste auf. Viele der Mikronährstoffe können nicht nur eine positive, sondern auch negative Wirkung auf den menschlichen Organismus ausüben. Zu ihnen gehören z . B . in Lebensmitteln vorkommende Stimulatoren der Nerventätigkeit, psychotrope Substanzen, biogene Amine, einige Vitamine und Spurenelemente. So sind in Kaffee und Tee bekanntlich die Stimulatoren des Nervensystems Coffein, Theobromin und Theophyllin enthalten. Die Coffeinzufuhr über Kaffee übersteigt die Aufnahme als Arzneimittel um ein Vielfaches. Auch die Aufnahme über Tee und Cola-Getränke ist im Durchschnitt beträchtlich. So werden z. B. in England mit dem Tee 100—150 g Coffein pro Person und J a h r aufgenommen. Von Interesse sind weiterhin die im Tee enthaltenen Gerbstoffe und Catechine. OPARIN sowie KURSANOV haben gezeigt, daß die im Tee enthaltenen Catechine während der Fermentation einer intensiven Oxydation unterworfen sind, die zu gefärbten aromatischen Produkten führt. Die Konzentration an Gerbstoffen und Catechinen bestimmt die künftige Teequalität. Während der Zubereitung des Tees kann ein Coffein-Tannat-Komplex gebildet werden, der eine mildere, jedoch längere Wirkung auf Nervensystem und Herzkreislauf ausübt. Außerdem sollen die Tannine und Catechine des Tees günstig auf die Gefäßwandungen wirken (Permeabilitätsvitamine, Vitamin P). Untersuchungen der Gerbstoffe und Catechine in den letzten 10 Jahren deuten aber auch auf mögliche toxische und sogar cancerogene Wirkungen der Gerbstoffe hin. (NAKAGAVA 1965; KAIZER 1967; B I C H E L 1968; POTTER 1968; SINGLETON 1973). So berichtet z . B . KAIZER über eine mögliche Potenzierung der cancerogenen Wirkung der Benzpyrene durch die Catecholamine des Tees. Diese Virsuche

854

POKROVSKIJ

basieren jedoch auf Applikationen der untersuchten Substanzen auf die Haut von Mäusen und sind methodisch deshalb nicht vergleichbar. N A K A G A V A berichtet über die ausgeprägte Toxizität handelsüblichen Rutins, das aus Eukalyptus gewonnen wird ( 1 9 6 5 ) . Eine toxische Wirkung von Gerbstoffen und Catechinen des Tees ist aber nur bei einem sehr hohen Verbrauch (etwa 100 g Tee pro Tag oder 30 g Gesamtphenole) zu erwarten ( P E R O T 1 9 4 5 ) , ein Teeverbrauch, der kaum vorkommen kann. Die Annahme der eventuellen Schädlichkeit der Teecatechine erscheint daher unzureichend begründet. In der Literatur findet man Hinweise, daß in pflanzlichen Nahrungsmitteln Belladonnaderivate und Cytotoxine — äußerst starke Stimulatoren des Nervensystems — vorkommen ( H O F F E R 1 9 6 7 ) , die Ursache eigenartiger, manchmal schwerer Nahrungsmittelvergiftungen sind, die zum Tode führen können. Man sollte weiter daran denken, daß solche starken Stimulatoren des Nervensystems wie Cocain in den Blättern der Cocapflanze enthalten sind, die seit alters her den Indianern als traditionelles Kaumittel dienen. Das Kauen der Cocablätter rief eine euphorische Wirkung hervor, die den Inkas half, die Schwierigkeiten zermürbender Wanderungen zu überwinden. Eine Reihe weniger stark wirkender Alkaloide kommt in einigen eßbaren Pilzen vor; ihr Wirkungsmechanismus ist bisher nur wenig untersucht. Wir führen diese bekannten Fakten nur deshalb auf, um zu zeigen, wie gefährlich es ist, pharmakologische Effekte der Nahrung zu unterschätzen. Diese These kann auch an Beispielen aus der täglichen Nahrungszufuhr demonstriert werden. Noch ist nicht allgemein der z. T. recht hohe Gehalt einiger Lebensmittel (z. B. Bananen, Käse) an biogenen Aminen bekannt, denen man eine nicht geringe Rolle bei der Entstehung der Hypertonie zuschreibt. So kommen in Lebensmitteln Verbindungen vor, die z. T. auch als Arzneimittel Anwendung finden wie DOPA, Noradrenalin oder Serotonin (Tab. 1). Das Vorkommen großer Mengen biogener Amine in Fermentationsprodukten ist jedoch leicht erklärbar; sie entstehen bei der Aminosäuredecarboxylierung. So entsteht das Tyramin in Käse bei der Decarboxylierung von Tyrosin. Milchsäurebakterien besitzen jedoch keine Tyrosin-Decarboxylase ( L A G E R B O R G 1 9 5 2 ) ; die Tyraminbildung bei der Käsereifung wird vielmehr durch Colibakterien und Streptokokken bewirkt. Es besteht daher aller Grund zur Annahme, daß der Tyramingehalt des Tabelle 1 Gehalt einiger biogener Amine in Lebensmitteln [mg/100 g] Produkte Camembert Briekäse Cheddarkäse Emmentaler Käse Roquefort Parmesan Hefeextrakt Marinierter Hering Fleischextrakt Rindsleber Bier Ananas Ananassaft 'Apfelsaft Tomaten Pflaumen (rot) Apfelsinen Weintrauben Traubenwein Kartoffeln Bananenfleisch

Tyramin

Noradrenalin

Serotonin

.

_

_

—

—

—

—

—

—

2,5 — 100,0

—

—

—

2 , 7 -

52,0

—

—

—

0,4—

29,0

—

—

—

0,0 — 250,0

—

2,0—200,0 0

—

20,0

12,0—150,0

DOPA

durchschn.

_

—

300,0

—

—

—

9,5 — 3O.O

—

—

—

9,0 — 30,0

—

—

—

0,2 — 1,1

—

—

-

—

0,04

—

—

0,0

—

—

0.4 0,6 10,0

0 0—2,5

0 0.7

0 0 0 0

Spuren

0 0 0

—

—

0

0

0,8

—

2,0

0,2

o —Substanz mit den angewandten Methoden nicht nachweisbar

2,5-3.5 —

1,2 1,0

0 0

_ 0

2,8

W i r k u n g biologisch aktiver Stoffe

855

Käses ein gewisses Maß f ü r den Keimbefall durch die genannten Mikroorganismengruppen darstellt (NUESSLE 1 9 6 5 ) .

E t w a s komplizierter u n d weniger verständlich ist die Bildung von D O P A , Noradrenalin u n d Serotonin in Fermentationsprodukten u n d Pflanzen. I h r e Bildung wird eigentlich in Zusammenhang m i t den gefäßmotorischen F u n k t i o n e n bei höheren Organismen gesehen, f ü r deren Ablauf spezifische F e r m e n t k e t t e n erforderlich sind. Sie k a n n aber auch ein im Laufe der Evolution entwickelter W e g der Bildung hormonähnlicher Substanzen der Catecholaminreihe sein. Noch erstaunlicher ist die E n t d e c k u n g von 5 - H y d r o x y t r y p t a m i n oder Serotonin in einigen N a h rungsmitteln, die bei einigen äußerst diffizilen Prozessen im S y n a p s e n a p p a r a t des ZNS eine Rolle spielen. E t w a s weniger verständlich ist die Speicherung einiger biogener Amine in pflanzlichen P r o d u k t e n in z. T. recht hohen Konzentrationen, z. B. in Bananen, Ananas u n d Tomaten. Der Gehalt einiger Lebensmittel a n Tyramin, das gewöhnlich nicht zu den Arzneimitteln gezählt wird, jedoch über eine starke biologische Aktivität verfügt (u. a. starke Vasopressinwirkung), ist sehr hoch (marinierte Heringe z.B. 300 mg/100 g ; einzelne Käsesorten bis 200 mg/100 g). Man könnte erwarten, d a ß die unkontrollierte A u f n a h m e von biogenen Aminen mit den Lebensmitteln zu beträchtlichen Störungen vor allem des Herz-Kreislauf- u n d Nervensystems f ü h r e n muß. I m Laufe der Evolution im Tierorganismus ist aber offensichtlich nicht n u r eine F e r m e n t a d a p t i o n an die chemischen S t r u k t u r e n der Energieträger u n d Aufbaustoffe, sondern auch an viele, regelmäßig in Lebensmitteln vorkommende toxische Stoffe erfolgt. Als Beweis dieser These k a n n die von L E V I N U. a. (1968) sowie von G O R K I N (1966, 1976) nachgewiesene hohe Konzentration an Monoaminoxydase •(MAO) in der Darmmucosa angesehen werden. Ein großer Teil der mit der N a h r u n g in den Körper gelangenden biogenen Amine wird vermutlich bereits dort inaktiviert. Der nächste Ort der fermentativen Inaktivierung biogener Amine sind die Leber u n d auch Zellen vieler anderer Organe u n d Gewebe. I n Leber u n d D a r m kommen vorwiegend 2 Typen der Monoaminoxydasen vor (A u n d B), die sich in ihrer Empfindlichkeit gegenüber einem spezifischen Inhibitor u n d in ihrer Substratspezifität unterscheiden. MOA A, die im D a r m dominiert, oxydiert spezifisch Serotonin u n d Noradrenalin; MOA B, die in der Leber vorrherscht, oxydiert spezifisch /3-Phenyläthylamin (in beachtlichen Mengen in Schokolade vorhanden) u n d Benzylamin. Tyramin, D o p a m i n u n d T r y p t a m i n werden unter dem Einfluß beider MOA-Typen einer oxydativen Desaminierung unterworfen. Beweise f ü r die Schutzfunktion der MOA gegenüber in der N a h r u n g enthaltener biogener Amine wurden bald nach der verbreiteten Anwendung einer Reihe von MOA-Inhibitoren als Arzneimittel b e k a n n t ; seit A n f a n g der 60er J a h r e wurden sie als Antidepressiva z.B. in der Therapie depressiver Phasen maniakaler Psychosen, von Klimakteriums- u n d Involutionspsychosen u n d einiger F o r m e n der Schizophrenie eingesetzt. Weniger erfolgreich war der Versuch, sie als hypotensive Mittel bei Hypertonie u n d Stenokardie einzusetzen. Zu den a m meisten verbreiteten MOA-Inhibitoren gehören i - I s o n i c o t i n o y l - 2 - i s o p r o p y l h y d r a z i n (Handelsname in der U d S S R : Iprazid), Nialamid oder 1 [2-(Benzylkarbamoil)-äthyl]-2-isonicotinoylhydrazin, Transamin oder Trans-i-phenyl-2-aminoyclopropansulfat u n d I n d o p a n oder Alpha-Methyltryptaminhydrochlorid. Sie haben nicht n u r die Fähigkeit, Depressionserscheinungen zu schwächen, sondern auch die W i r k u n g von Schlafmitteln u n d Analgetika zu verstärken oder eine sogenannte psychoenergetische W i r k u n g auszuüben ( M A S H K O V S K I J 1972). Jedoch zeigten die meisten von ihnen relativ starke Nebenwirkungen, u n d — was f ü r uns besonders interessant ist — die Fähigkeit, die Verträglichkeit einer Reihe von Lebensmitteln herabzusetzen. Der erste Fall eines eindeutigen Zusammenhanges zwischen schweren klinischen Komplikationen seitens des Herz-Kreislaufsystems bei Anwendung von MAO-Inhibitoren u n d der E r n ä h r u n g wurde schon 1963 — 64 ( B L A C K W E L L 1963, 1964; A S A T O O R 1963; B L O O M L Y 1964; H O D Y E 1964) beschrieben. Bald konnte das Auftreten dieser Komplikationen mit dem Verzehr relativ großer Mengen Käse, Hefeerzeugnisse, einiger Arten von Salzfisch u n d Bohnen in Beziehung gesetzt werden, die einen beträchtlichen Gehalt an Tyramin besitzen (Tab. 2). Der durch die Inhibitoren verursachte beachtliche Aktivitätsverlust der MAO f ü h r t i u r Inaktivierung oder zumindest starker Schwächung der Möglichkeit der fermentativen Abwehr der biogenen Amine der Nahrung. Die normale Reaktion der T y r a m i n e n t g i f t u n g durch oxydative Desaminierung u n d Ü b e r f ü h r u n g in die wenig a k t i v e 4-Hydroxyphenylessigsäure ist stark gehemmt. So können durch den Verzehr einer Reihe gewöhnlicher N a h r u n g s p r o d u k t e wie Käse, Salzfisch, H e f e e x t r a k t usw. (relativ ernste) Vergiftungen d u r c h biogene Amine auftreten, die klinisch ähnliche Erscheinungen wie bei hypertonischen Krisen zeigen. Ein Teil der Komplikationen, die bei Anwendung der MAO-

856

POKROVSKIJ

I n h i b i t o r e n a u f t r e t e n , k ö n n e n m i t einer u n z w e c k m ä ß i g e n Z u s a m m e n s t e l l u n g der D i ä t r e g i m e z u s a m m e n h ä n g e n . T y r a m i n ist offensichtlich d a s in L e b e n s m i t t e l n a m h ä u f i g s t e n v o r k o m m e n d e biogene A m i n ; in geringen Mengen sind z . B . a u c h Serotonin, T r y p t a m i n , S e n e t r i n u n d O c t a p i n v o r h a n d e n . N o c h sind bisher n u r wenige L e b e n s m i t t e l auf d a s V o r k o m m e n biogener A m i n e u n t e r s u c h t w o r d e n . D a s l e t z t e Beispiel f ü r d a s V o r k o m m e n biologisch a k t i v e r V e r b i n d u n g e n in L e b e n s m i t t e l n b e t r i f f t die V i t a m i n e , die zu d e n biologisch a k t i v s t e n V e r b i n d u n g e n gehören. So liegt der Tagesbedarf a n C o b a l a m i n bei 2,5 ¡xg, der a n F o l s ä u r e bei B r u c h t e i l e n eines Milligramms. Die wasserlöslichen V i t a m i n e s i n d B e s t a n d t e i l p r o s t h e t i s c h e r G r u p p e n der F e r m e n t e ; der T a g e s b e d a r f eines j e d e n V i t a m i n s ist eine A r t c h a r a k t e r i s t i s c h e s M a ß f ü r d e n Verschleiß des F e r m e n t s y s t e m s i m Lauf der Stoffwechselprozesse. W e r f n v o n t o x i s c h e n E i g e n s c h a f t e n der V i t a m i n e die R e d e ist, so w e r d e n v o r w i e g e n d fettlösliche V i t a m i n e , i n s b e s o n d e r e R e t i n o l u n d Calciferol, d a r u n t e r v e r s t a n d e n . H ä u f i g ist ü b e r schwere Verg i f t u n g e n d u r c h L e b e n s m i t t e l m i t h o h e m V i t a m i n - A - G e h a l t b e r i c h t e t w o r d e n , so n a c h d e m Verzehr der L e b e r v o n E i s b ä r e n , einigen F i s c h e n u n d Meeressäugetieren. D e r R e t i n o l g e h a l t der E i s b ä r l e b e r e r r e i c h t 100000 I E p r o g Gewebe. Bei K l e i n k i n d e r n w e r d e n t o x i s c h e E r s c h e i n u n g e n bereits n a c h einer Z u f u h r v o n 75000 — 100000 I E b e o b a c h t e t . Bei E r w a c h s e n e n k o m m t es zu t o x i s c h e n E r s c h e i n u n g e n b e i 2 — 5 Mio I E ; f ü r eine a k u t e I n t o x i k a t i o n des E r w a c h s e n e n r e i c h t also der Verzehr v o n 20 —50 g E i s b ä r e n l e b e r a u s ; d a s e r k l ä r t a u c h die Todesfälle der e r s t e n P o l a r f o r s c h e r n a c h G e n u ß dieser Delikatesse. N o r m a l e r w e i s e d r ü c k t sich eine a k u t e V i t a m i n - A - I n t o x i k a t i o n d u r c h schwere K o p f s c h m e r z e n , Übelkeit, E r b r e c h e n , Schwäche, R ö t u n g u n d Schwellung der H a u t , G e w i c h t s v e r l u s t usw. aus. A u ß e r d e n a k t u e n I n t o x i k a t i o n e n d u r c h R e t i n o l g i b t es n o c h die chronischen, die u . a . zu S e h s t ö r u n g e n , . M u s k e l s c h m e r z e n u n d H a a r v e r l u s t f ü h r e n . W ä h r e n d die I n t o x i k a t i o n d u r c h - E i s b ä r e n l e b e r n u r selten v o r k o m m t , ist die Möglichkeit einer weniger s t a r k e n I n t o x i k a t i o n d u r c h L e b e r v o n Meeress ä u g e t i e r e n u n d Fisch in b e s t i m m t e n Gebieten der E r d e eine reale G e f a h r . D a s L e b e r f e t t vieler Meerestiere u n d Fische e n t h ä l t a u c h große M e n g e n Calciferol, d a s b e s o n d e r s b e i K l e i n k i n d e r n U r s a c h e v o n I n t o x i k a t i o n e n sein k a n n . C h a r a k t e r i s t i s c h e S y m p t o m e einer chronischen I n t o x i k a t i o n sind z. B . Anorexie, Übelkeit, E r b r e c h e n , D i a r r h o e , K o p f s c h m e r z e n u n d P o l y u r i e . N a c h A u f f a s s u n g des P ä d i a t e r k o m i t e e s f ü r E r n ä h r u n g der U S A ist die A u f n a h m e v o n 1000 — 3000 I E p r o 1 k g K ö r p e r g e w i c h t p r o T a g f ü r K l e i n k i n d e r als gefährlich a n z u s e h e n . Bei der D e u t u n g der biochemischen M e c h a n i s m e n der T o x i z i t ä t v o n R e t i n o l u n d Calciferol m u ß die a u s g e p r ä g t e W i r k u n g dieser V e r b i n d u n g e n auf S t r u k t u r u n d F u n k t i o n zellulärer u n d subzellulärer M e m b r a n e n in B e t r a c h t gezogen w e r d e n . W i e wir zeigen k o n n t e n (POKROVSKIJ, KON' 1972), f ü h r e n sowohl R e t i n o l als a u c h Calciferol i n v i t r o u n d in v i v o zu einem s i g n i f i k a n t e n A u s t r i t t des F e r m e n t s a u s M i t o c h o n d r i e n u n d L y s o s o m e n u n d infolgedessen zu einem Anstieg der F u n k t i o n der s o g e n a n n t e n unfällbaren Fermente. D i e V e r s u c h e zeigten, d a ß die I n k u b a t i o n isolierter M i t o c h o n d r i e n , L y s o s o m e n u n d Mikrosomenf r a k t i o n e n der R a t t e n l e b e r m i t r e l a t i v s c h w a c h e n alkoholischen R e t i n o l l ö s u n g e n (1,75 X r o - 4 — i»75 X i o - 2 ) zu e i n e m k r a s s e n A n s t i e g der u n f ä l l b a r e n A k t i v i t ä t „löslicher" F e r m e n t e äller u n t e r s u c h t e n Organellen f ü h r t : der M i t o c h o n d r i e n - M a l a t d e h y d r o g e n a s e , der L y s o s o m e n - b e t a - G a l a k t o s i d a s e u n d der Acetylesterase des e n d o p l a s m a t i s c h e n R e t i k u l u m s . D a s weist auf b e t r ä c h t l i c h e Stör u n g e n d e r M e m b r a n s t a b i l i t ä t subzellulärer S t r u k t u r e n u n t e r d e m E i n f l u ß h o h e r V i t a m i n - A - K o n z e n t r a t i o n e n hin. N e b e n der Solubilisierung ,,löslicher" F e r m e n t e w u r d e a u c h ein s t a r k e r Abfall d e r G e s a m t a k t i v i t ä t m e m b r a n g e b u n d e n e r F e r m e n t e , i n s b e s o n d e r e der S u c c i n a t d e h y d r o g e n a s e , Cytoc h r o m o x y d a s e , /¡-Glucosidase u n d G l u c o s e - 6 - p h o s p h a t a s e b e o b a c h t e t . Gleichzeitig ä n d e r t sich die A k t i v i t ä t „ l ö s l i c h e r " F e r m e n t e n u r u n w e s e n t l i c h . Die I n k u b a t i o n v o n M i t o c h o n d r i e n u n d L y s o s o m e n m i t alkoholischen Ergocalciferollösungen (1,25 x io~ 2 — 1,25 x io~ 4 ) f ü h r t gleichfalls zur Solubilis i e r u n g v o n M a l a t d e h y d r o g e n a s e u n d /?-Galaktosidase u n d z u m A b f a l l d e r G e s a m t a k t i v i t ä t v o n M a l a t d e h y d r o g e n a s e u n d /?-Galaktosidase u n d z u m A b f a l l der G e s a m t a k t i v i t ä t v o n S u c c i n a t d e h y d r o genase u n d /9-Glucosidase. Die W i r k u n g v o n R e t i n o l u n d Ergocalciferol auf Zellorganellen in v i t r o korreliert in gewissem G r a d m i t i h r e m E i n f l u ß auf d a s V e r h a l t e n der F e r m e n t e in in-vivo-Versuchen, in d e n e n diese F e r m e n t e h y p e r - u n d h y p o v i t a m i n o t i s c h e n B e d i n g u n g e n (A u n d D) a u s g e s e t z t w u r d e n . Die W i r k u n g dieser V i t a m i n e d ü r f t e v o r allem in i h r e m E i n f l u ß auf die biologischen M e m b r a n e n zu s u c h e n sein, der zu E i g e n s c h a f t s v e r ä n d e r u n g e n d e r M e m b r a n e n f ü h r t . G r u n d l a g e der s c h ä d i g e n d e n W i r k u n g v o n Vita m i n D auf die M e m b r a n e n k a n n seine O x y d a t i o n u n t e r B i l d u n g freier R a d i k a l e sein, die eine P e r o x y d a t i o n u n g e s ä t t i g t e r L i p i d e der L i p o p r o t e i d m e m b r a n e n i n d u z i e r e n (SPIRICZEV 1 9 7 1 ) .

Wirkung biologisch aktiver Stoffe

857

Wir sind der Auffassung, daß man die fettlöslichen Vitamine als durch die Nahrung bereitgestellte exogene Regulatoren oder gewissermaßen als „ T a k t g e b e r " für die Eigenschaften biologischer Membranen ansehen kann, die eine wesentliche Rolle bei der Regulation des Zellmetabolismus spielen. Wegen der Wirkung fettlöslicher Vitamine auf die Membranen, die bei Anwendung hoher Konzentrationen auftritt, können diese Verbindungen als eine A r t physiologische De'tergentien charakterisiert werden.

Antialimentäre

Faktoren

Eine weitere Gruppe von in der Nahrung enthaltenen pharmakologisch aktiven Stoffen sind die antialimentären- Faktoren, Verbindungen, die — ohne weitere ausgeprägte pharmakologische Eigenschaften zu zeigen — den Grad der Verwertung einzelner Nährstoffe wesentlich herabsetzen. Die Terminologie für diese Stoffklasse ist nicht einheitlich; nicht selten werden zu ihnen Pestizide, bakterielle Toxine und viele Xenobiotika gezählt, die eine ungünstige Wirkung auf die Nahrungsverwertung zeigen. Wir wollen die Gruppe dieser Stoffe enger fassen und versuchen, den Begriff antialimentäre Stoffe zu präzisieren. Hauptkriterium d e f antialimentären Faktoren ist ihre Fähigkeit, selektiv die Verwertbarkeit einzelner Nährstoffe herabzusetzen, ohne Anzeichen einer allgemeinen Toxizität aufzuweisen. Diese erste These wird kaum eine große Diskussion hervorrufen. Der Begriff antialimentäre Faktoren sollte nur für Stoffe natürlichen Ursprungs verwendet-werden, die Bestandteile natürlicher Nahrungsmittel sind; nicht hinzuzuzählen sind Nahrungskontaminanten und Zusatzstoffe, die im Prinzip keine antialimentären Eigenschaften besitzen dürfen. Selbstverständlich zählen wir auch die synthetischen Antivitamine nicht dazu und auch nicht Arzneimittel, die die Nahrungsverwertung herabsetzen. Die antialimentären Faktoren sind von ihrer Wirkung her spezifisch, sie können als spezifische Antagonisten der gewöhnlichen Nährstoffe angesehen werden. GONTZEA (1968) schlägt in seiner interessanten Monographie zu diesem Problem eine Einteilung der antialimentären Faktoren in 2 Gruppen vor: 1. Stoffe, die die Eiweiß verclauurig und -Verwertung hemmen; 2. Stoffe, die die Löslichkeit bestimmter Mineralstoffe senken oder ihre Verwertung hemmen; 3. Stoffe, die Vitamine inaktivieren oder den Vitaminbedarf erhöhen. Wir stimmen mit dieser Gruppierung überein, müssen jedoch betonen, daß die Zahl dieser Stoffe zunimmt und daß insbesondere die Prozesse der Verwertung der Lipide und Kohlenhydrate einbezogen werden müssen. Hier nur einige Beispiele antialimentärer Faktoren. Proteinaseinhibitoren Es gibt viele Arbeiten über Proteinaseinhibitoren, die Struktur, Eigenschaften und Isolierungsmethoden

(CZERNIKOV 1 9 6 6 ,

1973, 1974;

GREEN, NEJRAT 1969;

KUNITZ 1947; LASKOWSKY

rg6o,

1955; WHITAKER 1973) betreffen; deshalb hierzu nur einige Bemerkungen. Es gibt in pflanzlichen Lebensmitteln viel mehr Proteinasehemmer als im allgemeinen angenommen. A m genauesten untersucht sind die Inhibitoren bei Sojabohnen, verschiedenen Hülsenfrüchten, Weizen und Reis. Stoffe dieser A r t liegen in geringen Mengen in vielen Gemüse- und Getreidearten vor. Es sind relativ niedermolekulare Proteine. Charakteristisch für den Trypsininhibitor ist die Diaminocarbonsäure in seinem aktiven Zentrum. Diese Inhibitoren werden in Abhängigkeit v o m Ursprung der Säure'in „ A r g i n i n " und ,,Lysin"-Inhibitoren untergliedert. Zum Arginintyp gehören der KuNiTZsche Sojainhibitor, Inhibitoren aus Weizen, Mais, Roggen, Gerste, Kartoffel, das Ovomucoid des Hühnereis u. a., zum L y s i n t y p der BAUMAN-BIRK-Sojainhibitor, Ovomucoide der Puten-, Pinguin- und Enteneier sowie Inhibitoren des Kuhkolostrums. In den letzten Jahren sind die Primärstrukturen von mehr als 20 natürlichen Proteinaseinhibitoren festgestellt worden; die räumliche Struktur einiger von ihnen wurde untersucht und der Wirkungsmechanismus weitgehend geklärt. Bei einigen Inhibitoren, (Pankreas- und Sojainhibitor) ist sogar die räumliche Struktur bekannt (HABER 1970, SWEET 1974). x Das Molekül des KuNiTzschen Sojatrypsininhibitors besteht aus sich überkreuzenden sphärisch angeordneten Polypeptidketten. Bei der Bildung des Ferment-Inhibitor-Komplexes treten von 181 Aminosäureresten nur i 2 mit Trypsin in K o n t a k t . Manche Proteinaseinhibitoren enthalten 2 voneinander'unabhängige aktive Zentren für Trypsin und Chymotrypsin (BAUMAN-BiRK-Inhibitor, Inhibitor der Limabohne, ein Ovomucoid u. a.). Der Ovoinhibitor des Hühnereis enthält 3 aktive

858

POKROVSKIJ

Zentren, für Trypsm, Chymotrypsin sowie eines für Elastase und Subtilisin. Der KuNiTzsche Sojamhibitor besitzt nur ein aktives Zentrum, hemmt aber 3 Fermente Trypsm, Chymotrypsin und Kokunase, ein trypsmähnliches Ferment aus der Seidenraupe. Der Mechanismus der antialimentären Wirkung dieser Stoffe beruht auf der Bildung relativ starker Enzym-Inhibitor-Komplexe und der Unterdrückung der hauptsächlichen proteolytischen Pankreasfermente Trypsm, Chymotrypsin und Elastase, das Nahrungsprotein wird nicht vollständig verdaut, und es wird eine Abnahme der Verwertung insgesamt festgestellt. Tiere, an die Protemaseinhibitoren verfüttert werden, bleiben in Wachstum und Entwicklung zurück. Protemaseinhibitoren, insbesondere pflanzlichen Ursprungs, führen zu einer Reihe von Fermentveränderungen im tierischen Organismus, insbesondere der Pankreasesekretion. Langzeitige Sojabohnenfütterung ruft reversible Pankreashypertrophie mit erhöhter Trypsmsekretion infolge der negativen Rückkopplung zwischen Proteinasekonzentration des Pankreassaftes und Protemasesynthese hervor Ungewöhnlich ist die hohe Thermostabilität (völlige Zerstörung des Sojabohneninhibitors in 20 min bei 115.°C, in 40 mm bei 108 °C oder nach 2 — 3std. Kochen) Die antialimentäre Bedeutung der Protemaseinhibitoren in tierischen Produkten (Eier, Lunge, Kolostrum) ist geringer als die ihrer pflanzlichen Analogen. Nur der in Eiern enthaltene Inhibitor scheint die Utilisierung wesentlich zu beeinflussen, jedoch ist er weniger thermostabil. Die Verfütterung von nativem Albumin (Hauptquelle dieses Inhibitors) führt zu Wachstums- und Entwicklungshemmungen; durch den Genuß roher Eier kann die Proteinverwertung stark vermindert werden. Der Proteinase-Inhibitor in Eiern aller Geflügelarten ist ein Ovomucoid (Mol.-Gew. ca. 28000). Die biologische Bedeutung ist noch nicht völlig geklärt. Bei den meisten Säugetieren entsteht direkt nach der Geburt ein gewisser Mangel an Immunkörpern ; das Muttertier führt über das Kolostrum den Nachkommen spezifische Antikörper zu, die durch einen ebenfalls enthaltenen Inhibitor vor der Verdauung im kindlichen Organismus geschützt sind. Auch im Pankreasgewebe schützen diese Inhibitoren vor der Zerstörung durch proteolytische Fermente. Auf diesem Prozeß beruht die Anwendung von isolierten Pankreaseproteinaseinhibitoren (Trosol) bei Pankreatitis. Für die Proteinverdauung des Menschen spielen diese in Fleischerzeugnissen enthaltenen Inhibitoren kaum eine Rolle. Antivitamme

Mit dieser Stoffgruppe beschäftigt sich eine Vielzahl wissenschaftlicher Arbeiten (TRUFANOV 1959; OSTROVSKIJ

1973,

JEFREMOV 1 9 7 6 ; SOMOGYI

1966,

1973; GREMER

1966,

FRICK

1966). D i e

meisten

Arbeiten behandeln jedoch die synthetischen Strukturanalogen der Vitamine, und die AntiVitamine werden vorwiegend vom Standpunkt WOOLEYS als kongruent wirkende Antimetabolite betrachtet. Über die natürlichen Antivitamme, ihre Struktur, Verteilung und praktische Bedeutung für die menschliche Ernährung wird nur wenig gesagt. Die von WOOLEY und SHAW gegebene Definition dieser Stoffe, die die obligatorische Strukturähnlichkeit der Antivitamme mit den entsprechenden Vitaminen, die Ähnlichkeit der durch sie verursachten Symptome mit Hypovitaminosen und ihren kongruenten Wirkungsmechanismus in bezug auf die Vitamine beinhalten, werden heute meist breiter interpretiert Zu den AntiVitaminen werden nicht mehr nur strukturelle Vitaminanaloge gezählt. Nach unserer Ansicht entspricht die Definition der Antivitamine durch SOMOGYI (1973) den modernen Erkenntnissen am besten. Er teilt die Antivitamme in 2 Gruppen ein. Zur ersten gehören Antivitamine, deren Wirkungsmechanismus dem der Antimetabolite ähnlich ist und auf ihrer Strukturähnhchkeit und ihren Kongruenzbeziehungen beruht. Beispiele dieser Gruppe sind in unseren Arbeiten zur Klassifikation der Gifte (PoKROVSKIJ 1962, 1976) enthalten. Zur zweiten Gruppe gehören Stoffe, die die Vitamine modifizieren und dabei ihre biologische Aktivität senken. Zu den natürlichen Antivitammen der Nahrung gehören Fermente, die die Vitamine zerstören (z. B. Thiaminase und Ascorbatoxydase), natürliche Thiaminantagonisten, die in Bohnen, Senf-, Baumwoll- und Leinsamen enthalten sind, natürliche Niacmverbindungen aus Mais und das von CLOSTERMAN (1967) in Lein gefundene Linetin (ein Biotmstrukturanalogon und Biotinantagonist). Bis heute gibt es keinen Beweis dafür, daß Antivitamine eine wesentliche Bedeutung für die Entstehung von Hypo- und Avitaminosen hätten. Viel größere Bedeutung besitzen die die Vitamine bindenden und inaktivierenden Verbindungen) besonders Ascorbatoxydase und Thiaminase, da bei falscher Speisenzubereitung beachtliche Vitammverluste bewirkt werden. Sie unterscheiden sich darin, daß Ascorbatoxydase seine antialimentäre Aktivität vorwiegend außerhalb des Organismus

859

Wirkung biologisch aktiver Stoffe

ausübt, während die Thiaminase — insbesondere von Mikroorganismen — seine Wirkung auch im Verdauungstrakt fortsetzt. Ascorbatoxydase (in Obst, Gemüse, Beeren) katalysiert die Oxydation der Ascorbmsäure zu Dehydroascorbinsäure und weiter zu Diketogulonsäure. ENGELHARDT u n d B U K I N ( 1 9 5 7 ) u n t e r s u c h t e n K i n e t i k u n d B i o c h e m i e d e r A s c o r b a t o x y d a s e .

Das

Interesse an Ascorbatoxydase ist jedoch inzwischen stark gesunken, zur Beurteilung des Gehalts in Lebensmitteln m u ß deshalb auf ältere Ergebnisse zurückgegriffen werden, die z. T. widersprüchlich sind. Sowjetische Angaben über den Ascorbatoxydasegehalt stammen von BUKIN aus den Jahren 1937 und 1940, neuere Arbeiten gibt es nicht, obwohl die Ascorbatoxydase als wichtigstes natürliches Antivitamin angesehen werden m u ß In Tab. 2 ist der Gehalt an Ascorbmsäure und die Ascorbatoxydaseaktivität in den wichtigsten Gemüse- und Obstarten dargestellt. Tabelle 2 Gehalt an Ascorbmsäure und Ascorbatoxydase m einigen Produkten pflanzlicher H e r k u n f t

Produkte

Kartoffeln, frisch geerntet Weißkohl Rosenkohl Kohlrabi Blumenkohl Mohrrüben Rote Beete Zwiebel Zwiebellauch Tomaten Paprika Gurken Meerrettich Kürbis Petersilienblätter Äpfel Weintrauben Schwarze Johannisbeeren Mandarinen Apfelsinen Hagebutten

Ascorbmsäure [mg/100 gj

20 — 30 40-50 140

Aktivität der Ascorbatoxydase* [mg oxydiertes Substrat pro 1 h und x g < frisches Gewebe]

1.34 1.13

50

18,3 0,0

70

19,8

6

2,6 0,0

30 30 25

o,a o,7 Spuren

200 10

0,0 80,0

6

90

6.3

10

11,6

170 5 — 20

15,7 0,9 — 2,8

3

i.5-3.o

1 5 0 — 200

0,0

30 40

0,0

1500

0,0

0,0

* b e i 1 8 °C ( B U K I N 1 9 4 0 )

Von Interesse ist die H e m m u n g der Ascorbatoxydase durch Flavonoide (SAMORODOVA-BJANKI 1965), eine Tätsache, die bei der Entwicklung verbesserter Verarbeitungsmethoden f ü r vitamin-Chaltige pflanzliche Lebensmittel zu berücksichtigen ist. Für technologische und küchentechnische Belange ist die Thermolabilität der Ascorbatoxydase wichtig 1 — 3 min. Erhitzen bei 100 °C f ü h r t zur völligen Inaktivierung Die Thiaminase wurde im Zusammenhang mit der Untersuchung der Chastek-Paralyse bei Füchsen entdeckt, einer Erkrankung, die durch Verfütterung von an Thiaminase reichem rohem Fisch auft r i t t . ( G R E E N u n d CARLSON 1 9 4 2 , Y U D K I N 1 9 4 9 , BHAGVAT 1 9 4 4 ) . E s g i b t 2 A r t e n d i e s e s F e r m e n t e s .

Thiaminase 1 katalysiert den hydrolytischen Abbau des Thiamins zur Thiazol- und zur Pyrimidmkomponente. Thiaminase 2 katalysiert den nukleophilen Austausch des Thiazolteils durch verschiedene Stickstoffbasen unter Bildung inaktiver Thiaminanalogen (FUJITA 1954) Es gibt zahlreiche

860

POKROVSKIJ

Untersuchungen zum Vorkommen von Thiaminase in Süßwasserfischen und Meerestieren (TATARSKAJA

1951,

1964;

DEOLKAR

1957;

DEUTSCH

1943;

LIECK

1944;

GONTZEA

1968).

Das

Enzym

ist

z. B . weit verbreitet unter Süßwasserfischen, etwas weniger bei Seefischen. In der Literatur wird über die mögliche Rolle der Thiaminase für die Entstehung eines Thiaminmangels beim Menschen berichtet. Bei Einwohnern Taiwans, die sich vorwiegend von rohem Fisch ernähren und Bethel kauen, wurde trotz ausreichender Thiaminzufuhr mit der Nahrung ein Thiaminmangel festgestellt. Die Größe des T D P - E f f e k t e s , die den Grad der NichtSättigung des Organismus mit Thiamin anhand der Zunahme der thiaminabhängigen Transketolase im Erythrozytenhydrolysat nach Verabreichung von Thiamindiphosphat (TDP) ausdrückt, beträgt bei diesen Patienten 16 — 1 9 % . Der Austausch des rohen Fisches durch gebratenen und das Einstellen des Bethelgenusses normalisierte die Thiaminversorgung. Zusätzliche Gaben von 10 mg Thiamin pro Tag kompensieren die Wirkung des rohen Fisches, reichen aber nicht aus, um die Thiaminaseaktivität der Bethel zu kompensieren (VIMOKESANT, HILKER 1975). Eine gewisse Rolle bei der Entstehung des Thiaminmangels können auch thiaminasehaltige Darmbakterien spielen (Bac. thiaminolyt., Bac. anektrinolytieny). In diesem Fall ist die „Thiaminasekrankheit" eine Folge der Dysbakteriose. Thiaminasen tierischen und pflanzlichen Ursprungs können auch die Zersetzung eines Teils des Thiamins in verschiedenen Lebensmitteln während der Lagerung verursachen (BASANT, ROY 1973). Weniger bestimmt sind die vielen Angaben über die Entdeckung niedermolekularer thermostabiler Verbindungen mit weniger starker Thiaminaseaktivität (KÜNDIG 1964; SOMOGYI 1966). Verbindungen mit Antithiaminaktivität wurden in Reis (CHAUDHURY 1964), Gemüse und Obst gefunden (SOMOGYI 1966, 1973). SOMOGYI (1975) berichtet über einen Antithiaminfaktor im K a f f e e . Avidin, eine Komponente des Hühnereiweißes, bindet Biotin. So kann der regelmäßige Verzehr von rohen Eiern zu Biotinmangel führen (HERTZ 1946). In Leinsamen ist der Pyridoxinantagonist Linatin (Gamma-Glutamyl-i-amino-D-prolin) enthalten. Bei der Linatinhydrolyse wird zyklisches Hydrazin gebildet, das die Pyridoxalfermente unterdrückt. Pyridoxalinhibitoren sind auch in eßbaren Pilzen und einigen Hülsenfrüchten nachgewiesen worden. Unzureichende Angaben über das Vorhandensein tatsächlicher Antivitamine in Lebensmitteln führen einige Autoren zur Annahme, daß auch Stoffe ganz anderer Art Antivitamineigenschaften besitzen können. Das dürfte falsch sein. Eine überhöhte Zufuhr an Polyenfettsäuren erhöht tatsächlich den Tocopherolbedarf. Dann müßten aber auch Kohlenhydrate als antialimentäre Faktoren oder Antivitamine für Thiamin betrachtet werden. Unter Antivitaminen sollte man daher nur Stoffe verstehen, die mit Vitaminen oder ihren biologisch aktiven Derivaten konkurrieren, und Stoffe, die Vitamine binden oder zerstören. Zusammenfassend kann über die Antivitamine gesagt werden, daß das anfängliche Interesse an ihnen als mögliche Faktoren von Massenhypovitaminosen der Bevölkerung gesunken ist, da diesbezügliche positive Ergebnisse nicht erhalten wurden. Zur Zeit erfährt die Lehre über die Antivitamine eine sehr interessante Entwicklung im Sinne der von WOOLEY konzipierten strukturpharmakologischen Richtung. Synthetische Antivitamine sind von Interesse als effektive Arzneimittel (Akrichin als Antiriboflavin); unter theoretischen und experimentellen Aspekten sind sie als Ausgangspunkt für die Analyse der strukturellen Besonderheiten der aktiven Zentren von Fermenten anzusehen. Das schließt nicht aus, daß in naher Zukunft Verbindungen gefunden werden, die größere Bedeutung für die menschliche Ernährung besitzen. Wir möchten jedoch auf die unvollständige Beurteilung der antialimentären Eigenschaften der in der Nahrung enthaltenen Fermente hinweisen, wobei diese These weit über die Grenzen der zwei relativ gut untersuchten, hier erörterten Fermente hinausgeht. Die in der Nahrung enthaltenen Fermente werden besonders in der populärwissenschaftlichen Literatur oftmals als äußerst wichtige Nahrungskomponenten betrachtet; für diese Feststellung gibt es keinen Beweis. Welche Rolle sollten die Nahrungsfermente spielen, sollten sie an der Verdauung teilhaben oder als Strukturkomponenten bei der Synthese organeigener Fermente dienen ? Beides ist bisher nicht bewiesen. Die Mehrzahl der Nahrungsfermente wird im sauren Milieu des Magens inaktiviert und verdaut, und in den meisten Fällen werden auch die prosthetischen Gruppen unter dem Einfluß der Pankreasfermente und des Darmsaftes zerstört. Bis auf einge Ausnahmen ist die These über die Nützlichkeit aktiver Fermente in Lebensmitteln unbegründet. I m Gegenteil, der Gehalt aktiver Fermente in vielen Lebensmitteln kann ein Grund für die Nährwertabnahme während der Lagerung sein. So führt Amylase zum Stärkeabbau und zur Zuckeranreicherung in Getreide während der Lagerung; die Folge ist eine Abnahme des verfügbaren Lysins und damit der biologischen Wertigkeit. Durch Oxydasen, die die Oxydation von Sulfhydrylgruppen während der Teigführung bewirken, werden die Theologischen Eigenschaften verändert.

Wirkung biologisch aktiver Stoffe

861

Nahrungsfermente können sowohl eine positive als auch eine negative Rolle während der Lagerung und technologischer Prozesse spielen; die Aufgabe der Biochemie besteht darin, die Fermente als Substanzen zu betrachten, die die Qualität von Lebensmitteln verbessern (z. B. Teefermentierung, Fleischreifung), aber auch als antialimentäre Faktoren wirken können, die Nährstoffe zerstören und die Utilisierung vermindern. Demineralisierende

Faktoren

Die dritte Gruppe antialimentärer Faktoren enthält Stoffe, die die Utilisierung von Mineralstoffen unterdrücken, vor allem von Calcium, Eisen und Zink. Praktische Bedeutung besitzen natürliche Verbindungen, die mit diesen Metallen schwerlösliche Komplexe bilden. A m meisten untersucht von ihnen ist die Phytinsäure, der Hexaphosphorsäureester des Inosits. Aus der Struktur der Phytinsäure ist zu ersehen, daß sehr leicht schwerlösliche Komplexe mit Ionen wie Calcium, Zink und K u p f e r gebildet werden (OBERLEAS 1966, 1973; REINHOLD 1973; GONTZEA 1968). Daher besitzen phytinreiche Lebensmittel in der Regel eine demineralisierende Wirkung. A m meisten verbreitet ist die Phytinsäure in pflanzlichen. Produkten, insbesondere in Getreide und Hülsenfrüchten, jedoch auch in einigen Gemüsearten. i o o % i g e s Weizenmehl enthält 400 mg/100 g, der Gehalt sinkt aber mit dem Grad der Raffinierung. Ähnliche Phytingehalte liegen auch in Bohnen, Erbsen, Mais u. a. Hülsenfrüchten vor. Die negative Wirkung der Phytine auf den Calciumhaushalt ist bekannt. Dieser hohe Phytingehalt im Getreide könnte gefährlich sein, wenn nicht ein spezifisches Ferment, die Phytase, den Phosphorsäurerest des Phytins abspalten würde (LANGE 1961; GONTZEA 1968). Die A k t i v i t ä t dieses Ferments wächst während des Backprozesses zunächst an, und die Vollständigkeit des Phytinabbaus hängt sowohl von der Qualität des Mehls als auch von der Backtechnologie ab. I m Ergebnis ist Weißbrot fast frei von Phytin, während Weizenvollkornbrot beachtliche Mengen davon enthält. Roggenbrot ist infolge höherer Phytaseaktivität bei gleichem Ausmahlungsgrad ärmer an P h y t i n als das entsprechende Weizenbrot. Die entcalcifizierende Wirkung des Phytins hängt wesentlich v o m Verhältnis zwischen Calcium und Phytinphosphor im Lebensmittel und v o m Vitamin-D-Gehalt ab. Je kleiner das Verhältnis C a : P und je geringer der Vitamin-D-Gehalt des Produktes ist, um so höher ist die entcalcifizierende Wirkung. Der zweite wichtige demineralisierende Nahrungsfaktor ist die Oxalsäure, die mit Calcium praktisch wasserunlösliche Salze bildet. Oxalsäurehaltige Nahrungsmittel können die Calciumverwertung stark herabsetzen und infolge der herabgesetzten Resorption im Dünndarm sogar Grund für schwere V e r g i f t u n g e n s e i n (TALLQVIST i 9 6 0 ; GLEASON 1 9 6 3 ; M C K E N Z I E 1 9 3 7 ; ACKERMANN 1 9 5 7 ; GARDINER

1963). A m reichsten an Oxalsäure sind Spinat (ca. 1000 mg/100 g), Portulak (1300 mg), Rhabarber (800 mg), Sauerampfer (500 mg), rote Rüben (275 mg). Relativ viel Oxalsäure ist auch in Tee (300 bis 2000 mg/100 g) und in Kakaobohnen (bis 500 mg) enthalten. In den am meisten verbreiteten Gemüsen wie Kartoffeln, Tomaten, Kohl, Möhren und Gurken ist der Oxalsäuregehalt gering; noch w e n i g e r ist in O b s t e n t h a l t e n (ANDREWS 1 9 5 1 ; ZAREMBSKI 1 9 6 2 ; FASSETT 1 9 7 3 ; GONTZEA 1968). D e r

Grad der Verminderung der Calciumverwertung hängt v o m Calcium- und Oxalgehalt der Lebensmittel ab. So zeigen z. B. Spinat, Portulak, Rübenblätter, Sauerampfer und Rhabarber, in denen der Oxalsäuregehalt etwa iomal höher ist als der Calciumgehalt, die ungünstigste Wirkung. In Tierversuchen wurde gezeigt, daß die Verfütterung großer Mengen Spinat zu starker Hemmung der Skelettmineralisierung und zu Wachstums- und Entwicklungsverzögerungen führten (REMINGTON 1945; GONTZEA 1968). Die Wirkung der Oxalsäure auf den Calciumstoffwechsel ist so groß, daß eine •akute Toxizität besteht. Für Hunde beträgt die tödliche Dosis 1 g Oxalsäure pro 1 kg Körpergewicht, b e i Hühnern führen 2 % Oxalsäure im Futter oft zum Tod (ROBERTSON 1947). Tödliche Intoxikationen sind bei landwirtschaftlichen Nutztieren beschrieben worden, in deren Futter der Oxalsäuregehalt unter dem Einfluß bestimmter Schimmelpilzarten hohe Konzentrationen erreicht hatte (WILSON 1961, 1962). TALLQVIST (i960) und FIDGOR (1961) berichteten von tödlichen Vergiftungen bei Menschen nach Aufnahme von Oxalsäure selbst oder nach übermäßigem Verzehr stark oxalsäurehaltiger Lebensmittel. Die tödliche Dosis für den Menschen liegt zwischen 5 und 150 Gramm. Anscheinend ist die decalcifizierende Wirkung der Oxalate von größerer Bedeutung bei chronischen Intoxikationen (NICOLYSEN 1953); sie wird durch Vitamin-D-Mangel noch verstärkt. In Tierversuchen konnte eine teilweise Verwertung von Calciumoxalat nachgewiesen werden, vermutlich durch Darmbakterien. Nach neueren Untersuchungen werden schwere Intoxikationen auch anderen organischen Verbindungen der Blätter von Rhabarber oder Sauerampfer zugeschrieben, unter a n d e r e m A n t r a c h i n o n d e r i v a t e n (FAIRBAIRN 1 9 5 9 ; FASSETT 1 9 7 3 ; STREICHER 1964). 59

Die Nahrung, 21. Jhg., H e f t 10

862

POKROVSKIJ

Alkohol Zum Schluß einige Worte über den Alkohol, der Ursache einer der verbreitetsten sozialen Notlagen ist. Der Alkoholismus ist wiederholt aus pharmakologischer, toxikologischer, morphologischer, psychiatrischer, biochemischer und sozialhygienischer Sicht sowie in seinem Einfluß auf den Menschen und die menschliche Gesellschaft untersucht worden. Nach der offiziellen Statistik gibt es in Amerika 5 Millionen Alkoholiker (OLSON 1973). Der Energiewert des Alkohols ist relativ hoch. Eine Reihe von Personen deckt — bedauerlicherweise — 3 bis x/2 des Energiebedarfs durch Alkohol; nicht selten wird er in relativ hohen Mengen als Energiequelle bei der parenteralen Ernährung verwendet (WILKINSON 1955; RUDEBERG 1975). Der hohe Kaloriengehalt des Alkohols und die Möglichkeit seiner Zufuhr in beachtlichen Mengen dürfen daher bei der Bilanzierung der Energieaufnahme der Bevölkerung nicht vernachlässigt werden. Der Alkohol besitzt bekanntlich eine relativ starke narkotische und depressive Wirkung sowie eine ausgeprägte akute und chronische Toxizität, die zu Persönlichkeitsverlust führen und ihn dadurch sozial gefährlich machen. Personen, die große Alkoholmengen zu sich nehmen, leiden nicht selten an verschiedenen Nährstoffmangelzuständen. Die größte Bedeutung des chronischen Alkoholismus ist i m P r o t e i n m a n g e l z u s e h e n (POKROVSKIJ 1 9 7 4 , 1 9 7 6 ; MANSUROVA 1 9 7 5 ; GABORDA 1 9 5 8 ; OLSON

1967;

AMMON 1970; FREUND 1973). Zu den Erscheinungen des Proteinmangels gehören auch die Fettinfiltration der Leber, Hypoalbuminurie, Störungen des Aminosäurestoffwechsels, Ödeme und normozytäre Anämie. Die Ursache der Fettinfiltration der Leber bei Alkoholismus ist in den Besonderheiten des Stoffwechselweges des Äthanols selbst zu suchen. Der Alkoholgehalt des Blutes liegt bei abstinenten Personen im Durchschnitt zwischen 0,1 und 10,0 mg/roo ml. Äthanol wird in Mengen von 1 bis 9 g/Tag in den Geweben des Organismus synthetisiert (OLSON 1973). Die Äthanolbildung in den Geweben von Säugetieren beruht auf der Reversibilität zweier Reaktionen der Hydroxyäthylthiaminpyrophosphat-Umwandlung; dies wurde mit markiertem C 14 in in-vitro-Versuclien nachgewiesen. Es konnte weiter gezeigt werden, daß in Leberschnitten Äthanol aus Brenztraubensäure gebildet werden kann (MCMANNUS 1966, OLSON 1973). Die Hauptabbauwege des Alkohols sind bekannt; er wird bis zum Kohlendioxid und zu Wasser oxydiert, wobei diese Endphase im Tricarbonsäurecyclus nach seiner Umwandlung in Acetat stattfindet. Es gibt zwei prinzipiell unterschiedliche Wege der Alkoholoxydation, der hauptsächliche und spezifischere Weg zeichnet sich durch Beteiligung der Alkoholdehydrogenase (ADH) aus; in einem Vorstadium wird der Alkohol mit Hilfe von Acetaldehyddehydrogenase zu Essigsäure oxydiert. Beide Fermente sind NAD-abhängig. CH 3 CH 2 0H + NAD+

Alkoholdehydrogenase ;

•CHgCHO + N A D H + H+

Acetaldehyddehydrogenase CH

3

CHO

+

NAD+

"CHJCOOH

+

N A D H

+

H+

Die Aldehydoxydation in der Leber verläuft 4 — 5 mal schneller als die des Alkohols. Ein solches Geschwindigkeitsverhältnis der Fermente entspricht dem großen Konzentrationsunterschied von Äthanol und Acetaldehyd, die in den Geweben des Organismus üblicherweise nach Alkoholgenuß gefunden werden. Nach ASSMUSSEN beträgt dieser Unterschied 1 Teil Aldehyd auf 500 Teile Alkohol. Während die erste Stufe fast völlig durch Leberfermente realisiert wird, kann die Stufe der Acetaldehydoxydation mehr oder weniger stark in vielen Geweben stattfinden (Leber, Niere, Muskel, Gehirn u. a.). Das ist verständlich, da die sich bei der Oxydation der Brenztraubensäure und anderer Verbindungen bildenden Aldehyde viel universellere Metabolite sind als Äthylalkohol. Es bestehen jedoch mögliche Unterschiede in der Inkorporationsrate von Acetaldehyd, der unter dem Einfluß des Pyruvatoxydasekomplexes gebildet wird, und dem bei der Oxydation großer Mengen Alkohol freigesetzten Acetaldehyd. Auf diese Unterschiede wird in der Literatur leider wenig eingegangen. Eigenschaften und Lokalisation der Alkoholdehydrogenase sind gut untersucht. Entscheidend für die Alkoholoxydation ist die Leber. Die A D H , die vorwiegend im Cytosol der Hepatozyten lokalisiert ist, ist ein heterogenes Ferment. Die biochemische Reifung des Organismus hängt sowohl mit einer allgemeinen Zunahme der A D H Aktivität zusammen als auch mit dem Erscheinen zusätzlicher isozymer Fraktionen (RÄIHA, PIKKAREINEN 1967, 1969, 1971). In der Regel ist die Struktur der Isozyme durch die Existenz zweier molekularer Formen der A D H (A und B) zu erklären; jede von ihnen enthält im aktiven Zentrum Zink, eine freie SH-Gruppe, die mit N A D verbunden sind. Die Rekombination dieser Subeinheiten

863

W i r k u n g biologisch aktiver Stoffe

erklärt gut die elektrophoretisch nachgewiesene Heterogenität dieses E n z y m s . In der menschlichen Leber gibt es z. B . 3 Isozymfraktionen, die Ergebnis unterschiedlicher Kombinationen dieser Subeinheiten sind: A A , A B und B B . Hauptsächlich beteiligt an der A c e t a l d e h y d o x y d a t i o n sind Acetaldehyddehydrogenase (ein SH-Ferment) (BACKER 1949, 1955) und A l d e h y d o x y d a s e (ein flavinabhängiges F e r m e n t (MAHLER 1954, 1955). Obwohl es aldehydoxydierende Systeme gibt, ist seine Speicherung' bei Genuß toxischer Alkoholkonzentrationen als bewiesen anzusehen. A u ß e r diesem H a u p t w e g der Alkoholoxydation (80% werden so abgebaut), gibt es noch ein weniger spezifisches Fermentsystem. E s ist das sogenannte mikrosomale Äthanol-Oxydationssystem (MÄOS), das im glatten endoplasmatischen Retikulum lokalisiert ist und mit dem Elektronen-Transport zusammenhängt, bei dem Cytochrom P 4 5 0 die wichtigste Rolle spielt. Die A k t i v i t ä t dieses M Ä O S . i s t bei chronischem Alkoholismus signifikant erhöht. Eine gewisse Bedeutung besitzt auch der W e g der K a t a l a s e o x y d a t i o n des Alkohols. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß der hohe Energiewert des Alkohols und die Wechselbeziehungen zwischen alkoholoxydierenden Fermentsystemen mit Nicotinamidadenyldinucleotiden bei entsprechenden Alkoholdosen zu starken Stoffwechselstörungen führen können. Es k o m m t zur Überschüttung des Organismus mit hohen Konzentrationen an, reduziertem N A D H und damit auch an N A D P H , was zu Störungen im P y r u v a t s t o f f w e c h s e l mit Anstieg v o n L a k t a t , ernstlichen Störungen des Glucoseabbaus und zu wesentlichem Anstieg der Fettsäuresynthese sowie zu Veränderungen im Verhältnis der Fermentsysteme führt, die a m H a u p t w e g der Alkoholoxydation beteiligt sind. Viele Folgen bei chronischem Alkoholismus sind auf ein künstlich hervorgerufenes Defizit an Pyridinnucleotiden zurückzuführen; der Alkohol zeigt sich damit als eine A r t antialimentärer F a k t o r . Interessant ist, daß bei 'der O x y d a t i o n des Alkohols eine Energieübertragung aus dem Cytosol in die Mitochondrien möglich ist, wobei dieser Prozeß der Ubergabe reduzierter Mitochondrienäquivalente nach LINDQVIST U. a. (1971) die Synthese längerkettiger Fettsäuren fördert, die obligatorische Komponenten der Phospholipidmembranen sind. Alkohol

ist ein u n u m s t r i t t e n e r

Depressant

(PORTNOV

1973;

TREMOLIERES

1972;

OLSON

1973;

SYTINSKIJ 1976). Grund für die H e m m u n g des Nervensystems sind Störungen des Energie-, Ionenund Überträgerstoffwechsels. Die Fermentmechanismen der Alkoholintoxikationen sind kompliziert und multivalent. Es ist anzunehmen, daß eine wichtige toxische K o m p o n e n t e im komplizierten Bild der Alkoholintoxikation nicht das Ä t h a n o l selbst ist, sondern der aus ihm gebildete Acetaldehyd. Es ist anzunehmen, d a ß die Konzentration des Aldehyds v o m Verhältnis der Fermentsysteme zueinander abhängt, die für die Bildung des A n t a l d e h y d s und seine weitere O x y d a t i o n verantwortlich sind. Hauptangriffspunkt der toxischen Äthanolwirkung ist das ZNS. Diese bisher nicht ausreichend experimentell belegten Vorstellungen müssen noch durch direkte Beweise erhärtet werden. A u s vorstehenden Darlegungen lassen sich für das behandelte Gebiet folgende Aufgabenstellungen ableiten: 1. Erforschung des Gehaltes biologisch aktiver Stoffe in der Nahrung; Nahrung als komplizierter pharmakologischer K o m p l e x mit großer B e d e u t u n g für klinische Pharmakologie und Diätologie; 2. Erforschung der (Un) Verträglichkeit einzelner Nährstoffe und Lebensmittel sowie deren metabolischen Ursachen; 3. Untersuchungen möglicher Wechselwirkungen zwischen Nährstoffen und Arzneimitteln in den verschiedenen Abschnitten des Magen-Darm-Kanals; Möglichkeiten gemeinsamer W i r k u n g auf Resorption und E x k r e t i o n als zusätzliche Grundlage für praktische Empfehlungen zur E f f e k t i v i tätssteigerung und Verhütung schädlicher Nebenwirkungen. 4. Untersuchung der metabolischen W e g e der Nahrungsxenobiotika, Wechselwirkungen mit Nährstoffen und Arzneimitteln, Einfluß' der Lebensmittelbearbeitung auf Xenobiotika. 5. Untersuchung des Einflusses von Nahrungsmitteln und Nahrungsmittelkombinationen auf die D a r m f l o r a ; B e d e u t u n g für die Entstehung der Dysbakteriose. 6. Untersuchung der antialimentären Stoffe und ihres Einflusses auf die Ernährungsbilanz der Bevölkerung. Untersuchung neuer (insbesondere proteinhaltiger) Nahrungsquellen; Frage v o n Wachstumsstimulatoren; B e d e u t u n g der Beurteilung biologisch aktiver Stoffe und die Sicherheit ihrer Unbedenklichkeit. 7. E n t w i c k l u n g von Nahrungsmitteln auf der Grundlage der angeführten theoretischen Erkenntnisse; Verfolgung der Transformation biologisch a k t i v e r Stoffe in der Nahru'ngskette von der wirtschaftlichen Produktion a b ; Einflüsse der verschiedenen Bedingungen der Umwelt. 59*

Die Nahrung

21

10

1977

865 — 871

Landwirtschaftliche Universität Warszawa, Institut für Lebensmitteltechnologie, V R Polen

D e r E i n f l u ß des Z u s a t z e s einiger P ö k e l m i s c h u n g s b e s t a n d t e i l e auf den Gehalt an Nucleotiden J. MROCZEK u n d A .

RUTKOWSKI.

Es wurden die quantitativen Umwandlungen der Nucleotide in Schweinefleisch unter Einfluß einiger Pökelmischungsbestandteile (NaCl, NaNO a , Natriumglutamat), die dem schlachtfrischen (2 h post mortem) und gekühlten (24 h post mortem) Fleisch zugesetzt worden waren, untersucht. Bestimmt wurden der Gehalt an ATP, A D P , AMP, NAD, IMP sowie die Summe der Nucleotide und Nucleoside 24 h nach Zugabe der Komponenten. Die Auftrennung der Nucleotide erfolgte mittels Säulenchromatographie an Ionenaustausch-Harz (Dowex A G 1 x 8, 200 — 400 mesh, Cl~). Ein Zusatz von Pökelmischungsbestandteilen zu zerkleinertem Fleisch 2 h post mortem übt keinen Einfluß auf den Gehalt an den einzelnen Nucleotiden aus. Dagegen wurde in gekühltem Gewebe mit Zusatz von NaCl oder von NaCl mit anderen Bestandteilen stets ein um durchschnittlich 60 —70 |xM/ioo g Muskelgewebe niedrigerer Gehalt an Gesamtnucleotiden und höhere Werte an Nucleosiden nachgewiesen als in Proben ohne NaCl. Der Gehalt an Inosinmonophosphat und Gesamtnucleotiden in 2 h post mortem mit NaCl gesalzenen Proben lag im Mittel um 30% höher, der an Nucleosiden niedriger als in den entsprechenden Fleischproben, die nach 24std. Kühlen gesalzen worden waren. Die Gehalte der einzelnen Adenylnucleotide (ATP, ADP, AMP, NAD) waren — unabhängig von der Art des Zusatzes — nach 24 h etwa auf dem gleichen Niveau. Der ATP-Wert betrug nach 24 h nur noch io%~des Wertes 2 h post mortem. Als wichtige Geschmacksträger frischen Fleisches wecken 5'-Nucleotide und deren Abbauprodukte immer größeres Interesse. Besondere Beachtung schenkt man der Inosinsäure (IMP); sie ist ein Abkömmling des Adenosintriphosphates (ATP) und sammelt sich im Fleisch post mortem (p. m.) an. Däs Zusammenwirken der Säure mit dem im Fleisch enthaltenen Natriumglutamat trägt zur Geschmacksverbesserung des reifen Fleisches bei [8, 9, 14, 16]. Der Verlauf,der ATP-Umwandlung im Muskelgewebe verschiedener Schlachttierarten ist identisch. Es können lediglich Unterschiede in der Geschwindigkeit dieser Prozesse auftreten. Die Aktivität der Gewebs-ATPase und der Enzymgruppe, die wie Myokinase wirkt, ist in diesem Prozeß von entscheidender Bedeutung. Die Hydrolyse von A T P zu IMP verläuft im Fleisch sehr schnell, das Tempo der Hydrolyse von IMP zu Inosin ist vergleichsweise dazu bedeutend langsamer [9]. DAVIDEK U. a. [2] sind der Meinung, daß die Ansammlung der Inosinsäure durch den Abbau von A T P in dem Zeitraum zwischen Schlachten und Eintritt des Rigor mortis bedingt ist. Der Gehalt an Inosinsäure ist von vielen Faktoren abhängig, wie Tierart [16], Muskelart [1, 11], Kondition des Tieres vor dem Schlachten [15], Wäßrigkeit des Fleisches [17] oder Lagerzeit [20]. Infolge der im rohen Fleisch aktiven Phosphomonoesterasen erfolgt eine Dephosphorylierung der Inosinsäure, wobei die Geschmackseigenschaften dieser Komponente reduziert werden. Das aus IMP entstandene Inosin zeigt keine besonderen geschmacklichen Eigenschaften [9, 10, 16, 22].

Verhältnismäßig wenig Aufmerksamkeit wurde der Untersuchung des Einflusses technologischer Prozesse auf die Veränderungen und das Niveau des Gehaltes an Nucleotidverbindungen im Schlachttierfleisch gewidmet. Gegenwärtig kann man in der Fleischindustrie Tendenzen beobachten, die Zeitdauer einiger technologischer Prozesse

866

MROCZEK/RUTKOWSKI

zu verkürzen, z. B. das Kühlen nach dem Schlachten und das Fleischpökeln (sogenannte Warmfleischpökelung). Bei dieser Methode erfolgt der Zusatz von Bestandteilen der Pökelmischung (NaCl, Nitrit, Glutamat usw.) unmittelbar nach Beendigung der Tierkörperzerlegung und Zerkleinerung des Fleisches. In diesem Zusammenhang ist die Frage von Interesse, welchen Einfluß das jeweilige Salz auf die postmortalen Umwandlungen der Nucleotide ausübt und ob in ihrer Wirkung ein synergistischer Effekt auftritt.

Material und Methode Die Untersuchungen wurden am Biceps-femoris-Muskel von Schweineschinken, die keine Symptome von Wäßrigkeit aufwiesen, durchgeführt. Anhand der pH-Werte p H j 6,3, 45 min nach dem Schlachten des Tieres gemessen, wurden die Tierkörperhälften als normal klassifiziert [4]. Das Untersuchungsmaterial stammte von vollfleischigen Tieren mit einem Lebendgewicht von 100 bis 120 kg, im Fleischkombinat „Zeran" in Warszawa entnommen. Von den ausgewählten Hälften wurden die Schinken abgetrennt, die Biceps-femoris-Muskeln herauspräpariert und in 2 Teile zerlegt. Ein Teil wurde zerkleinert, in 8 Proben geteilt und schlachtwarm 2 h p. m. gepökelt. Die Fleischproben wurden in Plastbehältnissen im Kühlraum bei einer Temperatur von 2 — 4 °C 24 h lang aufbewahrt. Der andere Teil wurde bei + 2 °C 24 h kühlgelagert, anschließend zerkleinert, gepökelt und in der gleichen Weise wie die schlachtfrischen Proben aufbewahrt. Die Kühl- und Pökeltemperatur des Fleisches wurde mit Hilfe des Temperaturregistrators „Ultrakust" T y p 5506 A 12 kontrolliert. Vor und nach der Kühllagerung wurden im Fleisch der Gehalt der Metabolite A T P , A D P , AMP, JN'AD, IMP, Nucleoside und Basen als Hypoxanthin bestimmt und die Summe an Nucleotiden und Nucleosiden errechnet. Die Nucleotidverbindungen wurden säulenchromatographisch an Ionenaustausch-Harz (Dowex A G 1 x 8 , 200 — 400 mesh, Cl~) aufgetrennt. Die Methode war bei uns schon früher modifiziert worden [18]. Die Extraktion der Nucleoside und Nucleotide aus dem Muskelfleisch wurde mit einer 0,6 M Perchlorsäurelösung durchgeführt [21].

Ergebnisse Der mittlere Gesamtgehalt an Nucleotiden und Nucleosiden (N t + N s ) beträgt in allen Vergleichsproben 720—740 [i.M/100 g Muskelgewebe, unabhängig von der Art des hinzugefügten Bestandteils (NaCl, NaN0 2 , Glutamat) und vom Zeitpunkt der Zugabe (Tab. 1 und 2). Dies deutet darauf hin, daß innerhalb des von uns untersuchten Zeitraumes kein Abbau der Nucleoside und Basen zu einfacheren Verbindungen auftrat. Der Verlauf der Umwandlungen vollstreckte sich im Bereich Nucleotide -»• Nucleoside -> Basen. Wie aus Tab. 1 hervorgeht, wurden in den schlachtwarm gepökelten Proben 24 h p.m. fast identische Werte — zwischen 405 und 418 ¡ J L M / I O O g Muskelgewebe — an Gesamtnucleotiden, unabhängig von der jeweiligen Pökelmischungskomponente, nachgewiesen. Die Ergebnisse zeigen, daß der Abbau der Nucleotide zu Nucleosiden ohne sowie mit Zusatz von Pökelsubstanzen ungleichen Ausmaß verläuft. Aus den Werten an Gesamtnucleotiden in Tab. 2 läßt sich ableiten, daß in Fleischproben, die nach 24std. Kühllagerung gepökelt worden waren, die Gegenwart von NaCl •den Abbau zu Nucleosiden merklich beeinflußt. In allen Proben mit NaCl-Zusatz lag •der Nucleotidgehalt ungefähr um 60—70 ¡j.M/100 g Muskelgewebe niedriger als in den Parallelproben ohne Kochsalz. Wird Natriumchlorid kühlgelagertem Fleisch zugesetzt, so kann dieses als Beschleunigungsfaktor des Nucleotidabbaues angesehen werden.

867

Pökelmischungsbestandteile Täbelle i

Durchschnittlicher Gehalt an Nucleotiden [(¿M/ioo g Muskelgewebe] im Schweinefleisch mit Zugabe von Pökelmischungsbestandteilen 2 h post mortem (Mittelwerte aus j e 8 Wiederholungen am Fleisch verschiedener Tiere) Zusatz NaCl

NaNOj

Natriumglutamat

' 3.o%

0,0114%

o,3%

Ns

Nj

ATP

ADP

AMP

NAD

5'-IMP

• 740.6

197,9

542,7

280,4

87,0

!4,7

6,4

154,2

727.5 725.o 728,4

309,7 307,2 310,5

725,4 722,3 721,4 ' 721,2 721,0

313,5 310,1 316,2

27,5 22,9 24,2 21,9 23,8 20,3 22,8 22,0

31,6 34,5 34,i 35,7 32,4 3i,3 3!,2 29,8

12,3 11,6 12,3 12,4

3",3 3H,9

417,8 417,8 417,9 4H,9 412,2 4°5,2 . 409,9 406,2

II,4

' 4,5 4,7 '4,8 5,2 4,9 3,5 4,i " 4,2

34I,9 344,1 342,5 336,7 339,6 337,5 339,5 338,8

8,4

25,0

24,1

18,0

8,9

1,9

o,9

N s + Nt

. Kontrolle (2 h p. m.) -

Kontrolle (24 h p. m.)

+

-

—

—

-

+

—

—

+ + — '

-

—

+

+

—

+ +

—

+ +

4Kleinster signifikanter Unterschied +

II,5 12,5 12,3

24,1

Tabelle 2 Durchschnittlicher Gehalt an Nucleotiden QxM/100 g Muskelgewebe] im Schweinefleisch mit Zugabe von Pökelmischungsbestandteilen 24 h post mortem (Mittelwerte aus j e 8 Wiederholungen am Fleisch verschiedener Tiere) Zusatz NaCl

NaN02

3,'o%

0,0114%

Natriumglutamat o,3%

N*+

Nf*

NS

Nt

ATP

ADP

AMP

NAD

5'-IMP

305,6

428,7

27,7

35,5

13,3

5,2

347,0

383,0

20,9 22,1

3i,9 31,2 32,2 30,6

10,2

2,9 2.4 2,6 2,7

3i7,i 262,5

Kontrolle (24 h p m.) 734,3

—

Kontrolle (48 h p. m.) —

+ — —

+ + —

+

-

+ —

+ —

+ +

—

+ —

+* +

Kleinster signifikanter Unterschied

* N s -Gesamtnucleoside

729,0 346,2 723,6 . 395,9 348,0 .728,5 732,o 360,3 725,6 412,5 406,2 724,2 723,3 349,3 411,2 723,3 8,4

**

25,0

N ( -Gesamtnucleotide

327,7 380,5

374,o 3*2,1

21,5' 20,6 21,0 20,0 22,1 22,0

30,3 30,7 30,5 '29,4

24,1

18,0

'8,9

371,7 3I3,1 318,0

9,5 9,8 10,4 10,2 10,5 ",3 10,6

2,3 3,2 3,3 2,5

3H,4 307,4 •249,3 2'53,6 306,8 247, f

i,9

0,9

24,1

868

MROCZEK/RUTKOWSKI

Bei Anwendung von Natriumnitrit und Natriumglutamat konnte ein derartiger Einfluß nicht beobachtet werden. Der Gehalt an Gesamtnucleotiden in den Proben, die 2 h nach dem Schlachten mit NaCl gesalzen worden waren, lag durchschnittlich um 3 0 % höher als in den entsprechenden Fleischproben, die nach 24std. Kühllagerung gesalzen und gepökelt worden waren (Tab. 1 und 2). Aus unseren Untersuchungen kann gefolgert werden, daß der Zuwachs des Gehaltes an Nucleosiden im warm gepökelten Gewebe 24 h p.m. fast gleich ist — durchschnittlich 3 1 0 — 3 1 5 [ A M / I O O g Muskelgewebe (Tab. 1 ) — unabhängig von der Art des hinzugefügten Pökelmischungsbestandteils. In den Studien über den Nucleosidgehalt in 24 h p.m. kalt gepökeltem Fleisch (Tab. 2) dagegen lagen die Werte in den Proben mit NaCl-Zusatz um etwa 60—65 [ A M / I O O g Muskelgewebe höher als in Parallelbestimmungen ohne Kochsalz. InjGegenwart von Natriumnitrit und Natriumglutamat konnte weder ein Einfluß auf die Nucleosidumwandlungen noch eine synergistische Wirkung mit NaCl beobachtet werden. Der Gehalt an Nucleosiden im Fleisch mit NaCl-Zusatz 2 h p.m. war im Verlaufe von 24 h um etwa 3 0 % niedriger als in den Proben, die nach Kühllagerung gesalzen worden waren. Nucleoside zeigen demnach ein entgegengesetztes Verhalten wie Nucleotide. Wie sich aus den Daten für Gesamtnucleotide und Nucleoside aller Vergleichsproben in Tab. 1 und 2 erkennen läßt, wird der lagerungsbedingte Verlust an Nucleotiden stets von einem Anstieg an Nucleosiden begleitet. Diese Resultate stehen im Einklang mit denen vieler Autoren [3, 9, 12, 17]. Unter den Adenylnucleotiden konnte 2 h p.m. am meisten A T P ermittelt werden (Mittel ca. 280 [ A M / I O O g Muskelgewebe), dessen Gehalt 24 h p. m. auf 27,5 ¡ A M ' / I O O g Muskelgewebe abgesunken war. In allen schlachtfrisch gepökelten Proben erreichte der ATP-Gehalt nach 24 h ein Niveau von 20 — 23 [xM/100 g Muskelgewebe (Tab. 1). A D P unterlag ebenfalls einer Verminderung von 87 ¡xM/ioo g Muskelgewebe 2 h p. m. auf etwa 30 u.M/100 g Muskelgewebe nach 24std. Kühlung, unabhängig von der Art des Zusatzes. AMP nimmt nur in unbedeutendem Außmaß während der ersten 24 h p: m. ab, wobei in den Proben mit NaCl-Zusatz ein etwas größerer Verlust registriert werden konnte. Das Niveau des Gehaltes an NAD sank in allen Proben im Verlaufe des ersten Tages p.m. auf etwa 2/3 des Anfangsgehaltes. Die Befunde zeigen, daß die Anwesenheit von Pökelmitteln in 24 h kühlgelagertem Fleisch praktisch keine Veränderungen bei den Adenylnucleotiden mit sich bringt, mit Ausnahme von NAD, dessen Endmenge um die Hälfte geringer ist als zu Beginn. Dies deutet darauf hin, daß die Adenylnucleotide schon 24 h p. m. den sogenannten ,,Rest"wert erreichten und keinen weiteren intensiveren Umwandlungen unterlagen. Trotz des schnellen ATP-Abbaues wurde im Fleisch keine Ansammlung von Adenosin5'-diphosphat oder -monophosphat beobachtet. A D P und AMP sind Intermediärprodukte bei der Umwandlung von A T P zu IMP und werden ebenfalls abgebaut. Diese Angaben finden in der Literatur Bestätigung [9, 22], wo von einer sehr schnellen Umwandlung auf der Stufe von A T P zu IMP die Rede ist. Unsere Ergebnisse stimmen nicht mit der Theorie einiger Autoren überein [13, 19], nach der NaCl und Nitrite einen hemmenden Einfluß auf die Aktivität der Myosin ATPase ausüben sollen. Unsere Daten decken sich dagegen mit den Untersuchungs-

Pökelmischungsbestandteile

869

ergebnissen der Arbeiten von HOOF U. a. [6,7], die bei NaCl-Zusatz einen beschleunigten ATP-Abbau im Rindfleisch feststellten. Das Niveau des Gehaltes an Inosinsäure betrug 2 h nach dem Schlachten im Durchschnitt 154 [i.M/100 g Muskelgewebe. Im Verlaufe von 24 h erreichte dieses Nucleotid seinen maximalen Gehalt von etwa 340 ¡i.M/100 g Muskelgewebe, unabhängig, welche Pökelmischungskomponente hinzugefügt worden war. Die Pökelung von Warmfleisch verursachte folglich keinen Einfluß auf die Umwandlungen von IMP (Tab. 1). Die Anhäufung von Inosin-5'-monophosphat erfolgte aufgrund des sehr schnellen Zerfalls der Adenylnucleotide und des langsamen Abbaues von IMP zu Nucleosiden. Diese Erscheinungen beobachteten auch andere Wissenschaftler in ihren Arbeiten [1. 3, 5 - 7 . 20]. In kühlgelagerten Fleischproben mit NaCl-Zusatz bzw. NaCl kombiniert mit anderen Pökelsubstanzen (Tab. 2) lag der IMP-Gehalt durchschnittlich um etwa 60—70 fiM je 100 g Muskelgewebe niedriger als in Parallelproben ohne NaCl. Daraus kann man schließen, daß Natriumchlorid bei dieser Pökelmethode den Abbau von Inosinsäure zu Nucleosiden beschleunigt. Schlachtfrisch mit NaCl gesalzenes Gewebe wies im Mittel einen um 30% höheren IMP-Gehalt auf als Fleisch, das nach 24std. Kühlung gesalzen worden war. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß der Gehalt an Nucleotidverbindungen im gepökelten Fleisch durch den Zeitraum vom Moment der Schlachtung bis zur Salzzugabe bestimmt wird. Der Gehalt an IMP in der Anfangsphase p. m. ist das Resultat der Umwandlungen der Adenylnucleotide zu IMP und dessen Abbau zu Nucleosiden. Der Zusatz von Pökelsubstanzen 2 h p. m. wirkte weder hemmend noch beschleunigend auf den Abbau von IMP zu Nucleosiden. Adenylnucleotide und Inosinsäure befinden sich im Warmfleisch sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Pökelzusätzen fast auf identischem Niveau. In kalt gesalzenem oder gepökeltem Fleisch entscheidet die Umwandlung von IMP zu Nucleosiden über den Gesamtnucleotidgehalt, da die Adenylnucleotide schon während der eintägigen Kühllagerurig ihren sogenannten Restgehalt erreichten. Die Zugabe von NaCl sowie von NaCl in Kombination mit Natriumnitrit und Natriumglutamat zu gekühltem Fleisch bringt einen beschleunigten Abbau von IMP zu Nucleosiden mit sich. In diesen Proben wurden weniger Gesamtnucleotide, jedoch mehr Nucleoside als in Gewebe ohne Kochsalz ermittelt. Ein Einfluß von Natriumnitrit und Natriumglutamat auf den Gehalt an Nucleotiden im Fleisch konnte dagegen bei beiden Pökelmethoden nicht nachgewiesen werden. Die unterschiedliche Wirkung von Natriumchlorid auf die Umwandlung der Nucleotide im kalt gesalzenen Fleisch im Vergleich zu Warmfleisch wird durch solche Faktoren hervorgerufen wie unterschiedlicher Zustand des Fleisches vor NaCl-Zusatz (Warmfleisch — vor der Totenstarre, Kaltfleisch — nach der Totenstarre), unterschiedlicher pH und unterschiedliche Fleischtemperatur im Moment der Salzzugabe. Schlußfolgerungen: 1. NaCl-Zusatz zu gekühltem Schweinefleisch verursacht einen beschleunigten Abbau von IMP zu Nucleosiden, was im Falle der Warmfleischpökelung nicht beobachtet werden konnte.

870

MROCZEK/RUTKOWSKI

2. Natriumnitrit und Natriumglutamat' bewirken keine Veränderungen in der Geschwindigkeit des Nucleotidabbaues, und zwar unabhängig von der Fleischpökelmethode. 3. Der Gesamtgehalt an Nucleotiden und Nucleosiden verändert sich während des Pökelprozesses nicht. 4. Der höhere Gehalt an Inosinmonophosphat und Gesamtnucleotiden als auch die niedrigeren Werte an Nucleosiden in warm gesalzenem und gepökeltem Fleisch im Vergleich zum Gehalt dieser Verbindungen im Gewebe, das nach Kühllagerung gesalzen und gepökelt worden war, sind Kriterien, die die Zweckmäßigkeit des schlachtfrischen Pökeins unter Verzicht auf das Kühlen bekräftigen. Summary J . MROCZEK a n d A. RUTKOWSKI: T h e effects of the addition of certain curing-mixture components on the nucleotide content in fresh a n d chilled pork T h e a u t h o r s studied the q u a n t i t a t i v e nucleotide changes in pork produced b y certain curingm i x t u r e components (NaCl, N a N 0 2 , sodium glutamate) a d d e d to fresh (2 hours post-mörtem) a n d chilled (24 hours post-mortem) pork, respectively. T h e contents of A T P , A D P , A M P , N A D , I M P a n d t h e s u m of nucleotides a n d nucleosides 24 hours after addition of the components were determined. T h e nucleosides were s e p a r a t e d b y column c h r o m a t o g r a p h y on an ion-exchange resin (Dowex A G , 1 x 8 , 200 —400 mesh, Cl~). T h e addition of curing-mixture components to ground m e a t 2 hours post-mortem exerts no effects on the contents of t h e single nucleotides. In c o n t r a s t to this, it w a s found t h a t the content of total nucleotides w a s always some 60 — 70 (xM/100 of muscle tissue lower, a n d the content of the nucleosides w a s higher, in chilled m e a t a d d e d with N a C l or N a C l in combination with other components t h a n in s a m p l e s without NaCl. In s a m p l e added, with N a C l 2 hours post-portem, t h e contents of I M P a n d total nucleotides were on a n a v e r a g e b y some 30% higher, a n d the content of nucleosides w a s lower, t h a n in s a m p l e s cured after chilling for 24 hours. I n d e p e n d e n t l y of the kind of curing agent, the content of adenyl nucleotides ( A T P , A D P , A M P , N A D ) determined a f t e r 24 hours was nearly equal. After 24 hours the A T P value a m o u n t e d to only 1 0 % of the value m e a s u r e d a f t e r 2 hours.

Pe3K»Me FL. M p o i e K H A . P y T K O B C K H : BJIHHHHC JJOÖABJIEHHH c o c T a B H H X n a c T e f t n o c o j i o i H o i i CMecH Ha c o i t e p w a H H e HyitJieoTHHOB B CBe>Key60HH0M H oxaaHyjeHHOM MHce HCCJIENOBAJIOCB KOJNMECTBEHHOE N P E B P A M E H H E HYMIEOTIMOB B CBHHHHC n o «

BJIHHHHCM

H e K 0 T 0 p H X c o e r a B H b i x H a c r e i i n o c o J i o H H o f t CMecii ( N a C l , N a N 0 2 , r j n o T a M a T H a T p u n ) , KOTOPWE a o B a J i H J i n c b B CBejKeyßoHHoe ( 2 n a c a n o c j i e y 6 o H ) H o x j i a w m e H H o e ( 2 4 n a c a n o c j i e y 6 o H ) MHCO. O n p e a e j i a j i H C b c o n e p w a H n e A T I ! , A f l n , A M F I , H A J],, M M R h cyMMa HyKJieoTHHOB H HyKJieo3Hjj;oB 2 4 n a c a n o c n e « o ö a B J i e H H H KOMnoHeHTOB. P a 3 « e jieHHe HyKJieoTHnoB n p o B o n m i o c b c n o M o m b i o x p o M a T o r p a $ H H Ha KOJioHKe c HOHHOOSMeHnoft CM0J10Ü (JHoBenc A r 1 x 8 , 2 0 0 — 4 0 0 Mesh, C I " ) . floßaBJieHHe c o c T a B H b i x n a c T e f t n o c o j i o ^ H O i t civiecH K pa3MejmeHHOMy MHcy 2 Maca n o c J i e y ß o H He BJIHHCT Ha c o n e p j K a H H e OTHejibHbix HyKJieoTHnoB. B n p o T H B o n o j i o j K HOCTb 3 T 0 M y , HOÖaBJieHHe N a C l HJIH N a C l C HpyrHMH COCTaBHbIMH qaCTHMH K XOJIOH" HOMy MHcy B c e r f l a npHBOHHT K S o j i e e HH3K0My c o n e p j K a H H i o OSIUHX HyKJieoTHnoB, c o c T a B J i H i o m e r o B cpeflHeM 6 0 — 7 0 (¿M/100 Mbiuie^Hoß TKaHH, H K 6 o j i e e BHCOKHM a a H HbiM H y K J i e o 3 H n o B , HeM n p o ß b i 6 e 3 AoSaBjieHHH N a C l . C o n e p m a H H e HHO3HHOMOHO$OC$ a T a h o ö m H X HyKJieoTHnoB B n o c o j i e H H b i x 2 n a c a n o c j i e y 6 o n N a C l n p o ß a x B c p e « H e M 6biJi Ha 3 0 % B b i m e , a c o j j e p a i a H H e ityKJie03HH0B HHMte neM B cooTBeTCTByiomHx n p o ß a x MHca, n o c o j i e H H b i x 2 4 l a c a n o c n e o x n a w H e H H H .

Pökelmischungsbestan dteile

871

ConepmaHHe aneHHJXHyKJieoTHHOB (ATIT, A f l E t , A M I I . HAJH) Haxonnjioct, He3aBüna noßaBJieHHe, i e p e 3 24 naca Ha npHMepHO TOM me ypoBHe. CoflepwaHne A T I I [5»]& . [S»];. • lg — = rp • lg o rg1 = rp • lg — - .. v Pi eb [ S J j " [SJ 6

(7)

Wenn jedoch die Fälle III bzw. V mit rb < 1 bzw. Tb > 1 zutreffen, ergeben sich die Gleichungen (8) und (9): , Pn , £" lg M = rp - lg — = rp • lg

=

. , [SJ» ''S ' lg

W

wobei gilt: rs = rp- rb . (9) Die C5-, rp- und r y Werte in den Gleichungen (7) und (8) entsprechen den Werten der o. a. Gleichungen (1), (2) und (6). Tatsächlich weisen bisherige Befunde daraufhin, daß nicht das HENRY-DALTONsche-Gesetz mit rb = 1, sondern oft die Gleichung (6) zutrifft, wonach rp 3= rs und gemäß Gleichung (9) r^ = rp - rb

mit

rb =(: 1

wäre.

So fanden wir [13] nach vorläufigen Versuchen, daß bei der Bestimmung der Empfindungsgrößen wäßriger Diacetyllösungen nach einer Größenskala beim Verriechen sich die Gleichung (1) mit einem rs-Wert ergab, der wesentlich kleiner war, als der durch direkte Bestimmung der Dampfdrucke im Olfaktometer nach der Gleichung (2) ermittelte rp-Wert (rs = 0,46 und rp = 0,89). Daraus würde sich nach Gleichung (9) ein Wert rb < 1 ergeben, wobei derselbe gemäß Fall III einer positiven Abweichung vom Raoultschen Gesetz entspräche; das war auch zu erwarten. Ein ähnliches Ergebnis mit rp dp rs hatten wir früher bei Butfinol festgestellt [11]. A u c h nach MOSKOWITZ [14] sind die r^-Werte im Olfaktometer oft bis zu dreimal so hoch wie die »-5-Werte über Lösungen. Hiernach kann man die Richtigkeit unserer Näherungsgleichung (6) für sehr verdünnte Lösungen bzw. kleinste Dampfdrucke vermuten. Damit würde man künftig über ein einfaches Verfahren zur Messung des für die Sensorik und für die Physiko-Chemie wichtigen kleinsten Dampfdruckes von organischen und anorganischen Geruchsstoffen über sehr verdünnte Mischphasen verfügen. Zur vereinfachten Behandlung erscheint es günstig — ähnlich wie von mir für die Reaktionskinetik der Lebensmittel" vorgeschlagen [15] — den Begriffeines „Reaktionsmilieus" (RM) einzu- < 60

Die Nahrung, 21. Jhg., Heft 10

878

HERRMANN

führen. E s soll dann als konstant angesehen werden (z.B. für ein Bezugsreaktionsmilieu (ifiWj)), wenn es konstante ey und ry Werte aufweist. Soweit ein variierendes Reaktionsmilieu (RMVn) für die Empfindungsstufe n vorliegt, beträgt sein Flüchtigkeitskoeffizient e„„ und der Exponent rVn. Dann gilt die Gleichung (10), worin [ S J j bzw. [SM]„n unterschiedliche Konzentrationen von [S] beim RMb bzw. RMVn bedeuten:

P» = «»[5J? =

[Sjfr .

(xo)

Vereinfachend wirkt sich auch die Einführung von iRM„. = Iv, — Faktoren aus, die in ähnlicher Form von uns als QRM-Werte für die Reaktionskinetik der Lebensmittel eingeführt wurden [16]. Sie stellen nach Gleichung ( u ) den Quotienten dieser beiden Konzentrationen dar, die in ihrem jeweiligen Reaktionsmilieu den gleichen Partialdampfdruck pn ergeben. [SJ6

,

,

Die qVn-Werte lassen sich, soweit man sie nicht durch physiko-chemische Methoden gewinnen will, in einfacher Weise mit Hilfe der SGO empirisch ermitteln und nach Gleichung ( n ) errechnen, wenn man unter Variation des Reaktionsmilieus, z . B . für pn=1 = px, die jeweiligen [SJtn-Werte bestimmt. Dabei wird man sich zweckmäßig das Bezugsreaktionsmilieu R M b nach der Problematik der Aufgabenstellung, z. B. der normalen Zusammensetzung eines Lebensmittels oder nach physikochemischen Aspekten, auswählen können. Durch Einsetzen von [ S J j aus der Gleichung ( u ) in die Gleichungen (10) bzw. (8) erhält man: = «J ([S„]«« lg n = rs • lg

(12) — - . • L-JlJl»!

(13)

Soweit man es mit Flavorstoffen, die weder dissoziieren noch assoziieren, zu tun hat, kann man bei ihren verdünnten Lösungen im Wasser annehmen, daß das Bezugs- bzw. variable Reaktionsmilieu konstant bleibt, so daß qVn = 1 bzw. qVn = const. ist .und die komplizierte Gleichung (13) in die einfache Gleichung (8) bzw. (1) übergeht. Beim Vergleich von flüssigen Lebensmitteln, z . B . Fruchtsaft und Dicksaft, wird man jedoch Gleichung (13) wegen der stark unterschiedlichen Zusammensetzung anwenden müssen. Im Folgenden soll jedoch in Übereinstimmung mit der Literatur [17] sowie der vereinfachten Rechnung zunächst immer die Gültigkeit des HENRY-DALTONschen Gesetzes, d. h. pj = 1 sowie Fall II und I V , vorausgesetzt werden, da die von uns vermuteten Fälle III und V mit =t= 1 erst noch weiterer Bestätigung bedürfen. Dann ergibt sich aus Gleichung (10) folgende einfache Beziehung für die Flüchtigkeitskoeffizienten: E

Vn "71

?«.„ = — •

Allgemeines

über Flavorsäuren

(14)

und

-basen

Das HENRY-DALTONsche Gesetz ist nur für sehr verdünnte Lösungen und für nur eine einzelne, definierte Molekelart gültig. Die Flavorsäuren oder -basen treten jedoch wegen ihrer Dissoziation sowie ihrer evtl. Bildung von Additionsprodukten mit Wasser (z. B. Ammoniakhydrat) in der Lösung nicht nur als eine Molekelart auf. Man kann sich jedoch die Berechnungen vereinfachen, wenn man in den bisherigen Gleichungen mit [S] nicht deren Gesamtkonzentration, sondern nur den undissoziierten Anteil definiert, da ja der geladene undissozierte Anteil wegen der starken elektrostatischen Anziehungskräfte nicht flüchtig ist. Im Gleichgewicht zwischen der flüssigen und Gasphase liegen in dieser auch nur undissozierte Moleküle vor, wenn man von Assoziationen absieht. Bezeichnet man daher mit [Z] die Gesamtkonzentration der Säure oder Base und mit a ihren Dissoziationsgrad, so hat man in der Gleichung (6) und (8) die Werte von [S B ] bzw. [SJ durch [27n] (1 — a n ) bzSv. [JEJ (1 — a x ) zu ersetzen.

pn = eb [ [ Z ^ (1 - a „ ) ] , .

, =

[-£»]> i 1 - O (x - « J -

(15) ,

,,

(I6)

879

Geruchsempfindungsgrößen flüchtiger Säuren

Gleichung (16) gilt unter der Voraussetzung eines konstanten RMj, d. h., daß keine die Flüchtigkeit des Flavorstoffes beeinflussende Veränderung in der Zusammensetzung der Lösung auftritt. Wenn sie soweit abgepuffert ist, daß auch praktisch keine Verschiebung des pH-Wertes durch die geringen Mengen der Flavorsäure oder -base eintritt, so daß (x — aM) = const sowie [27n] ~ [SB] gelten, geht die Gleichung (16) in die Gleichung, (i) über. Letzteres erklärt auch, daß man oft ohne Berücksichtigung der Dissoziationsgrade und des Reaktionsmilieus angenähert die Beziehung

findet. Nach der BRÖNSTEDTschen Theorie sind Säuren bzw. Basen bekanntlich Stoffe, die Protonen abgeben oder aufnehmen : Säure ^ Base + Proton

(17)

A ^ B + H+ z.B. Neutralsäure: A = H A = Essigsäure z.'N. Neutralbase:

HA ^ A~ + H 4

B = Trimethylamin

B H + ^ B + H+

Da nur die undissoziierten Anteile in den wäßrigen Lösungen durch ihren Dampfdruck in der Gasphase geruchswirksam werden, muß man sich, selbst wenn sie mehrbasisch sind, stets nur auf die wäßrige Konzentration der Neutralsäuren' bzw. Neutralbasen und die erste Dissoziationskonstante K j beziehen. Das Massen Wirkungsgesetz für Gleichung (17) lautet ( K x = thermodynamische Dissoziationskonstante, a = Aktivität) Ä

aB

. = ®H,0'--,

(l8>

aA

pH = PKX

+ lg

.

aA

(I9)

Günstiger ist für unsere Zwecke die Anwendung der Aziditätskonstante KA nach BRÖNSTEDT gemäß Gleichung (20), da man es hier mit direkt meßbaren Größen (Säuren- und Basenkonzentrationen sowie Hydroniumionenaktivität, die man über den pH-Wert (pH = —lg aH,0+) berechnen kann, zu tun hat [18]. KA ist jedoch im Gegensatz zu Ka selbst bei konstanter Temperatur von der Ionenstärke der Lösung abhängig: [ß] K Ä = aHsO* • ^ J

(20)

Die Beziehungen zwischen Kx und KA bzw."'ihren Werten pKx = —lg und pKA = —lg KA ergeben sich aus den Gleichungen (18) bis (20), wenn man die Aktivitätskoeffizienten der Säure f A und Base f B {aA = f A • [AJ und aB = f B • [5]) berücksichtigt. Ka = K

A

pKx=pKA-

p H = PKA

^,

(2i>

lg^-,

(22)

+ lg

.

(23)

Bekanntlich rechnet man in der Biochemie im Bereich von pH — 4 bis 10 mit der HENDERSONHASSELBALCH-Gleichung (24), wobei man nicht die im Gleichgewicht herrschenden Konzentrationen [.A] und [ß], sondern die Ausgangskonzentrationen [A0] und [B 0 ] einsetzt: p H - ^

+ l

[B0] g ^

-

^

[Salz] + lg —

.

(24)

Berücksichtigt man jedoch, daß bei der Dissoziation von Neutralsäuren bzw. Neutralbasen aus Elektroneutralisationsgründen 6o»

880

HERRMANN

[H+] — [OH-] = [A~] bzw. [OH - ] — [H + ] = [BH+] gilt, so muß man in Lösungen von Salzen schwacher Säuren und Basen noch die durch Dissoziation aus [A„] und [i?0] entstandenen [H+]- und [OH~]-Ionen nach Gleichungen (25) und (26) berücksichtigen, wodurch man aus Gleichung (24) die Gleichung (27) erhält: [A] = [A0] -

[H+] + [OH - ] ,

(25)

> [B] = [£0] - [OH"] + [H+] , « pH =

P

KA

(26)

j., [5.] ' [OH-] + [H+] + lg - ^ ^ [ H + ] + [ Q H _ ] .

(27)

Die Differenz [H + ] — [OH - ], die bei den üblichen Konzentrationen in der Biochemie im Bereich von pH 4 bis 10 vernachlässigt wird, ist jedoch oft bei den sehr kleinen Schwellenwertkonzentrationen schon so groß, daß die Anwendung von Gleichung (24), z. B. für pH-Berechnungen, nicht statthaft ist. S e t z t man die Dissoziationsgerade a für Neutralsäuren a = [A~]I([A~] + [HA~]) bzw. für Neutralbasen a = [BH+]J([B] + [BH + ]) in Gleichung (20) ein, so erhält man die Gleichungen (28) bzw. (29): pK = pKÄ

+ lg

pH = pKA

+ lg

(28) •

(29)

Mit ihnen kann man grundsätzlich die (1 — a)-Werte der Gleichungen (15) und (16) berechnen. Da sich die späteren Berechnungen der Geruchsstoffkonzentrationen auf die Gleichungen (23), (28) und (29) stützen, ist es vorteilhaft, mit über weite pH-Bereiche konstanten pKA-Werten zu arbeiten. Dieses Ziel kann nach Gleichung (21) durch Wahl sehr verdünnter Lösungen [fA = fB = 1), (hierdurch wird pKA = pKa) oder konstanter Ionenstärken (KÄ = const • Kx) erreicht werden. Dann entspricht der Erkennungsschwelle » mit dem Dampfdruck px nach Gleichung (15) eine bestimmte Schwellenkonzentration in der Lösung, die für die Neutralsäure bzw. -base mit [ H A J bzw. [!?„] gekennzeichnet werden soll und nach Gleichung (30) und (31) bei konstanter Temperatur definiert ist: [Zx]b(i

- a„) = [ H A J = px\eb ,

(30)

(1 - 1 , 5 bzw. pH„ — pKÄ lg» =

>1,5:

• lg ——— = r- lg — — = c o n s t , VHAxib lHAx\b

(63a)

. . [-£»]& . lBn]b . lg n = r • lg — — = r • lg — — = const . L-öxJ» L^xlb

,, (63 b)

r

Bereich II, für pKÄ - 1,5 < pH„ < pKA + 1,5: Hier gelten die für alle 3 Bereiche gültigen ausführlichen Gleichungen (62 a) bzw. (62 b). Bereich III, für p H ^ — pKn > 1,5 bzw. pKA — p H n > 1,5: lg n = — r • pH„ + r • pH„ lg n = r- p H n - r • p H x

(64a) (64 b)

Die beiden Geraden der Bereiche I und I I I mit dem Tangens der Neigungswinkel o und — r bzw. + r treffen sich auf der Senkrechten p H = pKA. Diese Tatsache kann man gut zu ihrer Konstruk- tion sowie zur experimentellen Ermittlung des K¿-Wertes nutzen.

Analysenverfahren

mit Hilfe der SO

Die obigen Beziehungen für flüchtige Säuren und Basen lassen sich vielfach für die analytische Bestimmung von Konzentrationen, Dissoziationskonstanten, pH- und »'-Werten in Forschung und Praxis nutzen [21]. Dabei muß man beachten, daß die Gleichungen zunächst nur für das Bezugsreaktionsmilieu RMb gelten und lediglich den pH-abhängigen Dissoziationsgrad und die Aktivitätskoeffizienten fA- bzw. /BH+ berücksichtigen. Soweit ein variables Reaktionsmilieu RM„n vorliegt, muß man zusätzlich mit den früher zitierten q„n-Werten (und evtl. mit r„n-Werten) rechnen. Das

888

HERRMANN

wird unter Umständen schon nötig sein,j wenn die Flüchtigkeitskoeffizienten eb durch den pH-Wert und die Ionenstärke in verdünnten wässrigen Lösungen beeinflußt werden sollten. a) Die normale w/[S]-Analyse bei konstantem

pH-Wert

Hier trifft die normale Gleichung (i) zu, die durch Einsatz von [S„] durch [¿7b]j • (i — a) zu den Gleichungen (16) und in Sonderfällen zu (6oa) bzw. (60b) führte. Man wird diese Form nutzen, indem man zunächst die Prüfergruppe mittels ausgewählter Konzentrationen ausgehend vom [ ¿ y ^ auf eine iV^-stufige Größenskala (meist Nx = 5) zwecks Ermittlung des r-Wertes schult. Danach sind sie in der Lage, die Empfindungsgrößen n unbekannter Konzentrationen einzuschätzen, deren Größe sich durch die Gleichungen (16), (60a) und (60b) ermitteln läßt. b) Die pH-Anderungsanalyse

bei konstantem

n-Wert

Ähnlich wie bei der bekannten Verdünnungsanalyse, bei der man die Abhängigkeit der Empfindungsgröße nicht dissoziierender Stoffe von der Verdünnung bestimmt, wird dieses Ziel durch Änderung des pH-Wertes erreicht. Zweckmäßig wählt man hierzu als bestimmende Größe die Schwellenwertkonzentration die in Abhängigkeit vom pH-Wert gemäß Abb. 3 bzw. 4 bestimmt wird. Hieraus lassen sich einerseits die Dissoziationskonstanten Ka bzw. KA, die Konstanten Kß bzw. Kl sowie die für die sensorische Analyse wichtigen [i-Jj-Werte gewinnen und andererseits beim Auftreten von Abweichungen mit den Gleichungen (42) bzw. (54) die entsprechenden q„ n -Werte ermitteln. c) Die pH-n-Analyse

mit Lösungen konstanter Konzentration

[2]

Hierzu wird man vorteilhaft die Darstellung nach Abb. 7 mit den entsprechenden Gleichungen wählen. Damit lassen sich günstig pK-, [HA^\b-Werte und qVfl-Werte ermitteln. d) Die pH- Verdünnunganalyse

von flüchtigen Säuren und Basen

Liegt eine unbekannte Neutralsäure oder Neutralbase ; mit unbekannter absoluter Konzentration in einer Lösung vor, so gilt für eine Verdünnung V von c ml seiner ursprünglichen konstanten Konzentration [ ¿ y in d ml Gesamtlösung: K - ±

(65)

Um ein konstantes Bezugsreaktionsmilieu RMb zu erhalten, wird man entweder mit rein wäßrigen Lösungen von [2 X ] arbeiten, die mit Wasser verdünnt werden und bei denen man lediglich durch einen kleinen Zusatz starker Lauge oder Säure einen bestimmten konstanten pH-Wert einstellt, der im Bereich I liegt. Man erhält dann für RMb = i ? M j H Q für die Verdünnung [Vn]b, bei der gerade die Lösung den Wert[i7 B ]j — [HA n ] b bzw. = [S„] 4 annimmt:

Diese [ F J j - W e r t e stellen gewissermaßen relative Konzentrationen mit o Jg 1 dar, die man nach Gleichung (66) anstelle von [£ n ]i, in die früheren Gleichungen einsetzen kann. Man kann dann mit diesen relativen Konzentrationen ohne weiteres die unter a und c aufgeführten Verfahren durchführen. So erhält man z.B. aus Gleichung (16): .

.

\7n~\b (* ~ «»)

,, ,

Statt mit rein wäßrigen Lösungen der Säuren und Basen könnte man auch mit einem Puffer konstanter Zusammensetzung und definiertem pH-Wert als Bezugsreaktionsmilieu arbeiten; in diesem Falle wären die Lösungen mit diesem Puffer zu verdünnen. Bei flüssigen Lebensmitteln, z. B. Fruchtsaft, könnte man das oben definierte R M b ^ als Bezugsreaktionsmilieu anwenden. Die Verdünnung müßte hierbei mit entaromatisiertem Fruchtsaft erfolgen, wie wir es bei Anwesenheit nicht dissoziierender Aromastoffe praktizierten [22]. Diese Verdünnungsanalyse mit ihren möglichen Varianten nach a bis c hat sich bereits bei uns bei der Untersuchung unbekannter Säuren bewährt [23].

Geruchsempfindungsgrößen flüchtiger Säuren

889

e) Die pH-Bestimmung Ähnlich wie man Farbindikatoren zur Bestimmung von pH-Werten nutzt, kann man hierfür auch flüchtige Säuren und Basen einsetzen. Bei einer bestimmten Höhe ihres Zusatzes, der zur Ermittlung des pH-Wertes geeignet ist, werden sie im Bereich III bei dem gesuchten pH-Wert von vorher geruchlos zum Schwellenwert umschlagen. Diese Methode kann beim Fehlen von pH-Metern anstelle von Farbindikatoren in gefärbten Lösungen nutzbringend sein; man muß sich hierfür entsprechende flüchtige Säuren und Basen mit geeigneten pK-Werten für den jeweiligen pH-Bereich auswählen.

f) Säure- und Basentitrationen Man kann hier 2 Fälle unterscheiden: — Eine Fremdsäure wird unter Zusatz einer flüchtigen Base oder Säure als Geruchsindikator titriert, bis der Geruchsumschlagspunkt (Auftreten oder Verschwinden des Geruchs) erreicht ist; — Man titriert direkt die flüchtige Säure oder Base mit starker Fremdlauge oder -säure bis zum Verschwinden oder Auftreten ihres Geruchs. Dieses Titrationsverfahren läßt sich bei alleiniger Anwesenheit einer flüchtigen Säure oder Base zu ihrer quantitativen Bestimmung in ungepufferten Lösungen einsetzen. Dabei zeigt die Berechnungsweise einige Besonderheiten des Alkali- bzw. Säureverbrauchs, die sich aus den früheren Gleichungen ableiten läßt. In ähnlicher Weise hatten wir eine komplexometrische Titration der Bestrahlungskomponente (Tetrahydrofuran THF) von bestrahltem Apfelsaft und -dicksaft mittels Quecksilberacetat durchgeführt, aus dessen Verbrauch bis zum Verschwinden des Bestrahlungsgeruches die THF-Menge quantitativ ermittelt werden konnte [24]. Nach der gleichen Methode haben wir die Base Trimethylamin quantitativ komplexometrisch mit Silbernitrat titriert [25].

Reaktionskinetische

Bestimmungen mit der SO

In anderen Arbeiten [26], [27] wurde dargelegt, wie man die sensorischen Veränderungen der Lebensmittel und daraus resultierende Qualitätsveränderungen mit Hilfe der SGO und der chemischen Reaktionskinetik berechnen kann. Diese Theorie läßt sich mittels der obigen Gleichungen auch auf Bildung oder Abbau von Aromasäuren und -basen übertragen. Liegt z.B. die Bildung, einer off-Flavorsäure 2 aus dem Stoff A nach einer einfachen irreversiblen Reaktion 1. Ordnung (A -* 2) vor, so wird man die Konzentrationen von [£„] in Abhängigkeit von Reaktionszeit t, -temperatur und -milieu R M V j mittels der SO bestimmen können. Da die geschulte Prüfergruppe die «-Werte der jeweiligen [£]vn ¿-Lösungen einschätzt, lassen sich aus ihnen bei bekannten [HA^]b- bzw. [J5x]j,-Werten auch die jeweiligen [HA^ b - bzw. [ ß j j - W e r t e und über die Werte nach Gleichung ( n ) die [HA^]Vn- bzw. [£„]„„-Werte ermitteln: T

[HA„]b = [HA^lfc.

(68a)

r

[BJS = [ B J j V T . (68 b) Mit Hilfe der pH„- und pKÄ-Werte ermittelt man daraus nach den Gleichungen (57a) und (57b) die zugehörigen [1 — a„]- und daraus die gesuchten [Z„]vn, ¿-Werte:

[Zn\vn = \HAn-\Vnl(i - a„) , [£„]Vn = [BJ,Jl 1 - bei einem solchen von 40% von 1 :i,6 zu i , r : 1. Weitere wichtige funktionelle Eigenschaften von Proteinen sind das Schaumbildungsvermögen und die Schaumstabilität. E s hat sich entsprechend Abb. 5 herausgestellt, daß das Schaumbildungsvermögen hitzebehandelter acetylierter leichtlöslicher Ackerbohnenproteine vom Acetylierungsgrad und von der verwendeten Konzentration an acetyliertem Ackerbohnenprotein nahezu unabhängig ist; für eine i % i g e Lösung an unbehandeltem acetyliertem Ackerbohnenprotein erfolgt allerdings mit einer zunehmenden Menge an umgesetztem Acetanhydrid bis 20 ml/100 g Ackerbohnenproteinisolat eine Zunahme des Schaumbildungsvermögens. Aus Abb. 6 geht hervor, daß die Schaumstabilität von leichtlöslichem acetyliertem Ackerbohnenprotein mit Ausnahme einer i % i g e n Lösung an hitzebehandeltem acetyliertem Ackerbohnenprotein vom Acetylierungsgrad weitgehend unabhängig ist, aber sowohl durch Hitzebehandlung als auch durch Konzentrationserhöhung der Lösungen an hitzebehandelt'em acetyliertem Ackerbohnenprotein gesteigert wird. Die Tab. 3 zeigt in einer Übersicht, daß aus Ackerbohnenproteinisolat hitzebehandeltes acetyliertes Ackerbohnenprotein herstellbar ist, das das gleiche Schaumbildungsvermögen und die

907

Ackerbohnenprotein

500

300 . 5 10 20 i0 ml Acetanhydridf100g Ackerbohnenprvteinisolat Abb.

5

Abb. 5. Schaumbildungsvermögen von leichtlöslichem acetyliertem Ackerbohnenprotein in Abhängigkeit von der eingesetzten Acetanhydridmenge und der Konzentration an hitzebehandeltem und unbehandeltem acetyliertem Ackerbohnenprotein O '—O i % i g e Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, unbehandelt • • • A

0 • • A

!%ige Lösung an a'cetyliertem Ackerbohnenprotein, hitzebehandelt 5%ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, hitzebehandelt io%ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, unbehandelt io%ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, hitzebehandelt

Abb. 6. Schaumstabilität von leicht löslichem acetyliertem Ackerbohnenprotein in Abhängigkeit von der eingesetzten Acetanhydridmenge und der Konzentration an hitzebehandeltem und unbehandeltem acetyliertem Ackerbohnenprotein O O i%ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, unbehandelt • • • A

© • • A

i % ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, hitzebehandelt 5%ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, hitzebehandelt io%ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, unbehandelt io%ige Lösung an acetyliertem Ackerbohnenprotein, hitzebehandelt

Tabelle 3 Schaumbildungsvermögen und Schaumstabilität unterschiedlicher Ackerbohnenproteine im Vergleich zu Eiprotein (io%ige Lösungen)

Protein

Eiklar (frisch) Eiklar (gefriergetrocknet) Ackerbohnenproteinisolat (unbehandelt) Ackerbohnenproteinisolat (hitzebehandelt) bei pH 8 löslicher Anteil des Ackerbohnenproteinisolats • (unbehandelt) bei pH 8 löslicher Anteil des Ackerbohnenproteinisolats (hitzebehandelt) acetylierter, bei pH 8 löslicher Anteil des Ackerbohnenproteinisolats (hitzebehandelt) acetyliertes leichtlösliches Ackerbohnenprotein (hitzebehandelt)

Schaumbildungsvermögen

Schaumstabilität

43° 140

100 80

375

35

440

80

[%]

380

[%]

80

500

100

420

100

350—420

95-100

908

SCHMANDKE/MAUNE/SCHMIDT/SCHULTZ/PROLL

gleiche S c h a u m s t a b i l i t ä t wie frisches E i k l a r besitzt. Gleichzeitig ist ersichtlich,, d a ß aber bereits der hitzebehandelte, bei p H 8 lösliche A n t e i l des

Ackerbohnenprotein-

isolats ü b e r das gleiche S c h a u m b i l d u n g s v e r m ö g e n u n d die gleiche

Schaumstabilität

verfügt,

werden

die d u r c h

anschließendes Acetylieren nicht

Allerdings sind hinsichtlich Geruch u n d G e s c h m a c k

mehr erhöht

können.

sowie der Schaumqualität

acetylierten P r o d u k t e weit überlegen, w a s i h n e n f ü r die N u t z u n g auf d e m

die

Lebens-

mittelsektor den Vorrang einräumen dürfte. Für gewissenhafte technische Mitarbeit danken wir den Mitarbeiterinnen Frau G. AUST, Frau B . GANSAUGE, F r a u G . GEBUREK, F r ä u l e i n I. LUBETZKI u n d F r a u R . LÜDER.

Summary H . SCHMANDKE, R . M A U N E , G . SCHMIDT, M . SCHULTZ a n d J . P R O L L : T h e m o d i f i c a t i o n of f u n c t i o n a l

properties of field bean protein by acetylation In dependence of acetylation rate by an acetylation of field bean protein isolate with acetic anhydride at p H 8 modified proteins result with more or less changed functional properties as solubility, spinnability, gelling, ability, foamability and foam stability. The acetylation of field bean protein is without effect upon their spinnability. Aqueous solutions of acetylated field bean protein form b y heat treatment irreversible gels. The foamability and foam stability of acetylated field bean protein is nearly independent of the acetylation rate; but by heat treatment of their aqueous solutions the foam stability is increased.

Pe3K>Me X . I I l M a H H K e , P . M a y H e , r . HIMHHT, M . I H y j i b u h 1 0 . n p o j u i b : MonHT H e o ß p a THMbie r e j i H . Cn0C06H0CTb K neH00Öpa30BaHHi0 H ycTOHHHBOCTH neHbi aueTHJinpoBaHHHX SejiKÖB p y c c K o r o 6 o 6 a noHTH He3aBHCHMH OT CTeneHH aneTHJiHpoBaHHH. H a r p e BaHneM B BOflHbix p a c T B o p a x npo^HOCTb neHbi, OAHaKO, 3aMeTHO noBbiiuaeTHH.

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Dr. M. SCHULTZ und Dr. J . PROLL, Zentralinstitut für Ernährung, D D R - 1 5 0 5 Arthur-Scheunert-Allee 1 1 4 — 1 1 6 Eingegangen 1 2 . 5. 1977

62 Die Nahrung, 2 1 . Jhg., Heft 10

Bergholz-Rehbrücke,

Die Nahrung

21

10

1977

911-917

Sektion Tierproduktion und Veterinärmedizin der Karl-Marx-Universität Leipzig, Tierernährung Jena (Leiter: Prof. Dr. sc. agr. A . H E N N I G ) , D D R

Fachgruppe

Untersuchungen zum Einsatz von rohproteinreichem Weizen in der Broilerfütterung 4. Mitt. Nährstoff- und Aminosäurengehalt der verzehrbaren Teile K . GRUHN und G.

JAHREIS

Nach Beendigung eines unter industriemäßigen Bedingungen durchgeführten Broilermastversuches mit proteinreichem Weizen wurden aus vier Gruppen je acht männliche und acht weibliche Tiere am 56. Lebenstag ausgewählt und versuchsmäßig ausgeschlachtet. In den verzehrbaren Teilen (Fleisch, Magen, Herz, Leber, Abdominalfett) erfolgte die Bestimmung des Gehaltes an Rohfett, Rohprotein und Aminosäuren. Die Kontrollgruppe erhielt das übliche Broilermastalleinfutter. In den drei Versuchsrationen erfolgte unter Berücksichtigung der Bedarfsdeckung an Lysin und schwefelhaltigen Aminosäuren die Verminderung des Eiweißfutteranteiles, wobei zwei Versuchsrationen mit 0,05% L-Lysin und 0,05% DL-Methionin bzw. 0,25% L-Lysin und 0 , 1 5 % DL-Methionin supplementiert wurden. Es konnte festgestellt werden, daß außer dem niedrigeren Trockensubstanzgehalt der verzehrbaren Teile der weiblichen Broiler in der Kontrollgruppe keine signifikanten Unterschiede durch den Einfluß der Rationen bestehen. Ferner ließ sich keine Ingerenz des hohen Anteiles von proteinreichem Weizen und der Aminosäurenzusätze auf die Zusammensetzung des Muskeleiweißes feststellen.

1. Einleitung In Untersuchungen zum Einsatz von pelletierten Rationen mit einem hohen Anteil an eiweißreichem Weizen in der Broilermast konnten G R U H N U. a. [ 1 3 ] bei bedarfsgerechter Aminosäurenversorgung die gleichen Produktionsergebnisse wie mit herkömmlichen Rationen erzielen. Auf dem IX. Parteitag wurde die Forderung erhoben, der Bevölkerung qualitativ hochwertige Produkte zur Verfügung zu stellen. Deshalb ergab sich die Frage, ob durch den verstärkten Weizeneinsatz in der Broilerfütterung die Zusammensetzung und damit die Qualität der verzehrbaren Teile beeinflußt wird. Nach den Ergebnissen eines Testversuches von G R U H N U. a. [ 1 2 ] bedingte der Austausch des Maises gegen proteinreichen Weizen eine Verminderung des Fettgehaltes in den verwertbaren Teilen. Von F L A C H O W S K Y U. a. [7] konnte in umfangreichen Untersuchungen an einem großen Tiermaterial eine signifikante Erhöhung des Fettgehaltes im Broilerkörper mit steigendem Netto-Energiegehalt im Futter nachgewiesen werden. Darüber hinaus gibt es Hinweise zum Einfluß des Aminosäurengehaltes der Ration auf den Nährstoffgehalt des Tierkörpers (GRIGOR'EV u. a. [ 8 ] ; T A S A K I U. a. [20]). C O U C H u: a. [3] ermittelten auch geringfügige Veränderungen des Aminosäurengehaltes bestimmter Gewebe bei Verfütterung von Lysinmangelrationen. 62*

912

GRUHN/JAHREIS

Aus diesem Grunde prüften wir neben dem Einfluß der Maissubstitution und der Aminosäurensupplementation auf den Nährstoffgehalt der verzehrbaren Teile auch die Ingerenz des Fütterungsregimes auf den Aminosäurengehalt dieser Körperfraktionen.

2. 2.1.

Methode

Futterrationen

Die Broiler, von deren verwertbaren Teilen der Rohnährstoff- und Aminosäurengehalt bestimmt wurde, erhielten die in Tab. i angegebenen Rationen. Die Ration I wurde unpelletiert verfüttert und entspricht dem nach der staatlichen Rezeptur hergestellten Broilermastfutter. Alle anderen Rationen waren pelletiert, da das Energiedefizit des Weizens gegenüber dem Mais durch Pelletieren ausgeglichen werden kann (ARENDT [I]). Der eiweißreiche Weizen (15,1% Rohprotein) kam in den Rationen I I I , I V und VI zum Einsatz. Zur Mischung I V wurden 0,05% L-Lysin und 0,05% DL-Methionin und zur Mischung VI 0,25% L-Lysin und 0,15% DL-Methionin zugesetzt. Dadurch konnte der Eiweißfutteranteil in den Rationen I I I und I V um 10% und in Ration VI um 12% gesenkt werden. Die Menge an Futtereiweiß und den limitierenden Aminosäuren entspricht der Norm. Die nichtsupplementierte Mischung I I I weist den niedrigsten Gehalt an den leistungsbegrenzenden Aminosäuren auf. Einzelheiten über Fütterungstechnik, Verzehr und Zunahme sind in der Mitteilung von GRUHN u. a. [13] ausgewiesen. Tabelle 1 Komponenten der Versuchsrationen und Nährstoffparameter in der Futtermischung Rationen I Weizenschrot [%] Maisschrot [ % ] Erdnußexpeller [%] Sojaextraktionsschrot [ % ] Rapsextraktionsschrot [%] Fischmehl [%] Futterhefe [%] Tierkörpermehl [ % ] Vitaminkonzentrat [%] Mineralfutter für Broiler [ % ] EFh*/kg Rohprotein [g/kg] Lysin [g/kg] S-haltige Aminosäuren [g/kg]

III

IV

VI

7i

71

73

60,5

—

—

—

—

—

—

15

20,5

17

17

—

3

—

—

—

6

3 3 1

8

8 —

—

—

-

1

1

8

1

3

3

3

582

592

592

618

231

226

226

221

3

12,6

10,8

8,2

8,0

11.3 8,5

11,0

8,4

* Energetische Futtereinheiten-Huhn 2.2.

Untersuchung'smaterial

Am 56. Lebenstag wurden von den oben genannten Gruppen je acht männliche und weibliche Broiler nach dem von JAHREIS U. a. [15] mitgeteilten Schema ausgeschlachtet. Von jeder Gruppe wurde die als verzehrbare Teile (Fleisch, Muskelmagen, Herz, Leber, Abdominalfett) bezeichnete Sammelprobe zur Rohnährstoff- und Aminosäurenanalyse homogenisiert und aufgearbeitet. Diese Sammelprobe besteht zu mehr als 95% aus Muskelgewebe.

Weizen in der Broilerfütterung

913

2 3. Analytische Verfahren Die Bestimmung der Röhnährstoffe erfolgte nach der WEENDER-Analyse entsprechend der T G L 80-21870 Für die Vorbereitung der Aminosäurenbestimmung wurde das homogenisierte Probenmaterial mit 6 N HCl 4 h bei 2 kp/cm 2 Überdruck hydrolysiert Eine vorherige Oxydation von Cystin und Methiomn mit Perameisensäure erfolgte in einem separaten Analysengang (Gruhn [ii]). Die Trennung der Aminosäuren erfolgte am automatischen Ammosäurenanalysator der Firma Mikotechna, Prag. 3. 3.1. Rohnährstoffgehalt

der verzehrbaren

Ergebnisse Teile männlicher

Broiler

Die biostatistische Auswertung der Versuchsergebnisse ergab, daß sowohl im Gehalt an Trockensubstanz und Rohprotein als auch Rohfett keine signifikanten Differenzen zwischen den Gruppen bestanden (Tab. 2). Tabelle 2 .Gehalt an Trockensubstanz, Rohprotein und Rohfett m den verzehrbaren Teilen männlicher Broiler Rationen

Trockensubstanz [%] z ±s Rohprotein [%] Rohfett [%]

x x

I

III

IV

VI

26,7

26,5

28,0

26,4

2,3

1.3

2,0

1.7

16,7

16,3

16,2

16,5

0,6

0.7

0.7

o,5

8,2

8,4 1.5

10,2

8,0

2.4

1.5

2.4

3.2. Rohnährstoffgehalt

der verzehrbaren

Teile weiblicher

Broiler

Auch bei den weiblichen Tieren konnte kein Einfluß sowohl der Maissubstitution durch proteinreichen Weizen als auch des Lysin- bzw. Methioninzusatzes auf den Gehalt an Rohprotein und Rohfett festgestellt werden (Tab. 3). Nur der niedrigere Trockensubstanzgehalt der Kontrollgruppe (Mittel 26,3%) war gegenüber den Versuchsgruppen signifikant (« < 0,01). T a b eile 3 Gehalt an Trockensubstanz, Rohprotein und Rohfett in den verzehrbaren Teilen weiblicher Broiler Rationen I

III

IV

VI

Trockensubstanz [%] x

26,3

27.3

28,2

28,8

±S

1,0

2,1'

1.3

1.4

16,0

L6,0

0.7

15.5

0.3

15.6 0.5 '

8.3 o,9

9,3

10,8

11,1

2,2

1.6

1,8

Rohprotein [%] Rohfett [%]

x x ±s

0,4

914

GRUHN/JAHREIS

3.3. Aminosäurengehalt der verzehrbaren Teile männlicher Broiler Ebenfalls wie für die Rohnährstoffe erfolgte auch für die Aminosäuren eine varianzanalytische Verrechnung der Analysendaten. Die Ergebnisse zeigen, daß kaum gesicherte Unterschiede im Aminosäurengehalt zwischen den Behandlungen nachweisbar sind (Tab. 4). Lediglich der relativ niedrige Lysingehalt von 6,9% der Gruppe V I konnte gegenüber allen anderen Gruppen gesichert werden (a < 0,001). Tabelle 4 Aminosäurengehalt i m R o h p r o t e i n der verzehrbaren Teile männlicher Broiler in Abhängigkeit vom Fütterungsregime Rationen Aminosäuren

I

[%]

III

X

Lysin His tidin Arginin Methionin Cystin Threonin Serin Valin Isoleucin L e u ein Phenylalanin Tyrosin Glutaminsäure Asparaginsäure Prolin Glycin Alanin

X

7,6

0,1

4.o 5,7 2,1

0,2

1,0

0,1 0,1

3,6

IV

°,3 0,2

3,4 3.8

0,3

4,2 7,1 4,o 3,1 ii,3 7,2 5,3 5,4 5,6

o,5

0,2 0,2

°,4 0,2

o,9 o,3 0,2 0,2

°,4

X

7,5 3,5 5,3 2,1

o,3 o,3 °,3

1.0

0,1 °,3 o,3

3,6 3,6 4,1 4,3 6,7 3,7 3,i ",3 7,° 4,9 5,7 5,4

VI X

7,5 3,6 4-9 2,5 1,1 3,5 3,4 4,° 3,8 7,2 3,8

o,5 0,2

0,2

3,4 3,2 4,o 4,o 6,3 4,o

o,3

2,8

0,0

0,6

°,3

5,3

n,4 7,1 4,5 5,5 5,6

o,4

0,2

3,3 4 6,9 4,9 5,2

0,2

0,2

°,3 o,3 o,3 o,3 0,8

o,3 0,6

0,2 0,2

0,1 o,3 0,2 0,2 0,2

°,3

0,6

ö,4 o,3 o,3

6,9 3,7 5,5 2,1 1,0

°>3 °,3 o,4 o,3 0,2

0,1 0,1 °,3 0,2 0,2

o,3

0,2

o,3 0,1 0,0

Auch andere Autoren fanden kaum einen Einfluß auf die Aminosäurengarnitur des Eiweißes von Organen und Geweben, wenn die Zusammensetzung des Rationseiweißes im physiologischen Bereich lag. So bestimmten C O U C H u. a. [3] den, Aminosäurengehalt verschiedener Körperfraktionen von männlichen Broilern, die eine Ration mit einem suboptimalen Gehalt von 0,53% Lysin erhielten. Die Unterversorgung mit Lysin hatte im Vergleich zur Kontrolle einen deutlichen Einfluß auf den Aminosäurengehalt der Haut und des Knochenmarkes, dagegen wurde die Aminosäurengarnitur des Brustmuskels ebenfalls nur unbedeutend beeinflußt. G R I G O R ' E V U. a. [9] konnten nachweisen, daß die Proteinsynthese und der Gehalt an leichtlöslichem Eiweiß im Sarkoplasma und den Myofibrillen des Muskelgewebes bei jenen Broilern höher war, die eine bedarfsgerechte Ration im Vergleich zu einer Methioninmangelration erhielten. G R I G O R ' E V U. a. [9] heben hervor, daß das Verhältnis von löslichem Eiweiß (Sarkoplasma, Myofibrillen) zum unlöslichen Protein (Gerüsteiweiß) ein Maßstab für die Qualität des Fleischeiweißes darstellt. Bekanntlich ist das Protein der weißen und roten Muskulatur des wachsenden Kükens dann von hohem Wert, wenn die globulären

915

Weizen in der Broilerfütterung

Eiweiße ausreichend gebildet werden und der Anteil an collagenen Fraktionen niedrig ist. Charakteristische „Qualitätsaminosäuren" sind Tryptophan und Hydroxyprolin, wobei ein hoher Tryptophangehalt eine hohe Muskeleiweißqualität ausweist. Von KOLB [17] ist kürzlich eine Übersicht zur Biochemie der Muskeleiweißsynthese — allerdings für das wachsende Schwein — erschienen. 3.4. Aminosäurengehalt der verzehrbaren Teile weiblicher Broiler Ein Vergleich der Aminosäurenwerte der Sammelprobe von Fleisch, Magen, Herz und Leber läßt den Schluß zu, daß auch bei den weiblichen Broilern kein Einfluß des hohen Anteiles proteinreichen Weizens unter dem Aspekt der Einsparung von Importeiweißfuttermitteln auf die Zusammensetzung des Fleischproteins besteht (Tab. 5). Tabelle 5 Aminosäurengehalt im Rohprotein der verzehrbaren Teile weiblicher Broiler in Abhängigkeit vom Fütterungsregime Rationen Aminosäuren [%]

I X

Lysin Histidin Arginin Methionin Cystin Threonin Serin Valin Isoleucin Leucin Phenylalanin Tyrosin Glutaminsäure Asparaginsäure Prolin Glycin Alanin

7-2 3.3 5.6 2.4

1,1 3.7 3.4 3.8 4,o 6.9 4.0 3.1 12,0

7.2 4.6 5.5 5,4

III -

±s

X

°,4 °,4 o-3 0,1 0,1

7,3 3.6 5,2

0,2 0,2 0,2

3.7 3.3 3.8

0.4

2.2

IV

±s

V.

VI

X

X

7.1 .3,7 5.4

0,4

0,2 0,2 0,1

2.2

0,2

1,0

0,1

o.3

0,3

6,9 3,5 5.1

0,6 0,2 o.4

2.2

0,2

1,0

0,1

3,5 3.3

0,2

3-6

0,2 0,2

0,1

4-2

°,4

4,o

o,4

4.1

o.4

4-4

o,4

o,4 o,3

7.2 4-2

°>5

0,2

4.2

7-o

0,2

6.4

0,2

4-o

o,4

'3.8

° , 4

0,2

3-o

0,2 0,2

3.5

0,2

3.o

0,2

' 11,6

o,9

o,4

12,1

o,7

7-5 4.9 5.7 5.7

°-3

o,4

7.9 4.7 . 5,65.5

o,3

0,4 0.5 0,2

0,5 0,3

1.0

0,0 0,2 0,2

4.2

12,6

o,3

8,7 5,0 '6,5

o,4

6,0

o,4

0,6 0,2 o,3

o,3

o,3

0,4

o,3

Alle Unterschiede waren zufällig, außer den höheren Werten für Threonin und Asparaginsäure der Gruppe IV, die im Vergleich zu den anderen Gruppen gesichert waren. 4. Diskussion Neben den organoleptischen Qualitätsmerkmalen sind die Parameter des Nährstoffgehaltes sowie die Relationen bzw. deren Veränderungen in der Zusammensetzung des Körperfettes und -eiweißes von ausschlaggebender Bedeutung für die Qualität der verzehrbaren Körperteile.

916

GRUHN/JAHREIS

GÜHNE [14] prüfte den Einfluß von 18 ... 2 6 % Rohprotein in der Ration in Kombination ohne und mit Methioninzusätzen (0,2 bzw. 0,4%) auf die Fleischzartheit, das Wasserbindungsvermögen und die Zartheit der gegrillten Proben. Die Zartheit der Muskulatur war in allen Gruppen gleich. Die Grillverluste lagen in den Gruppen höher, die ein niedrigeres Proteinangebot unabhängig vom Methioninzusatz erhielten. Der Wassergehalt war in allen gegrillten Proben gleich. Die Anteile an Rohfett und Roheiweiß im Broilerkörper sind durch die Haltungsf o r m (JEROCH U. a. [16]), d e n E n e r g i e - (FLACHOWSKY U. a . [ 7 ] ; EDWARDS u . a. [6]),

Eiweiß- und Aminosäurengehalt in den Futterrationen (VELU U. a. [19]) beeinflußbar. Dabei hat verständlicherweise die Art bzw. Herkunft des Futterproteins nach SUMMERS u. a. [18] Einfluß auf die Zusammensetzung des Schlachtkörpers. Eine Veränderung der prozentualen Anteile der Aminosäuren und ihrer strukturellen Anordnung (Aminosäurensequenz) in den einzelnen Eiweißfraktionen ist durch Fütterungsregimes kaum oder nicht möglich. Vielmehr verschieben sich die Relationen der einzelnen Muskeleiweißfraktionen. So konnte bereits von DICKERSON [4] nachgewiesen werden, daß im Verlaufe des Wachstums die Anteile des glycin- und hydroxyprolinreichen Collagens abnehmen. Ferner bestehen nach DJAROVA u. a. [5] Unterschiede im Gehalt an den einzelnen Eiweißfraktionen bei genetisch verschiedenen Konstruktionen. Bei Proteinmangel (ASHLEY U. a. [2]) bzw. Verabreichung imbalancierter Rationen (GRIGOR'EV U. a. [10]) konnte nachgewiesen werden, daß die für die Proteinsynthese notwendigen Enzyme in ihren Wirkungsmechanismen beeinträchtigt und dadurch in der Regel die Synthese der globulären Muskeleiweiße vermindert wird. Durch die anteilige Verschiebung an sklerogenen Eiweißen zuungunsten des lysinreichen Myogens und Myosins verändert sich die Aminosäurengarnitur des Gesamtmuskeleiweißes. Aus unseren Untersuchungen können wir ableiten, daß durch den hohen Anteil von proteinreichem Weizen in der Ration unter Beachtung der bedarfsgerechten Aminosäurengarnitur keine Verschiebung der Eiweißfraktionen und damit keine Veränderung des Aminosäurengehaltes im Muskeleiweiß eintritt. Summary K . G R U H N and G . J A H R E I S : Investigations on the use of wheat rich in protein for broiler feeding. Part 4. Nutritious matter and amino acids contents of the consumable parts After having finished a broiler-feeding experiment with wheat rich in protein under industry-like conditions eight b y eight male and female animals from four groups were selected on their 56th day of life and experimentally cut up. Crude fat, crude protein, and amino acids contents were determined in the consumable parts (meat, gizzard, heart, liver, abdominal fat). The control group got the conventional broiler feed only. The protein fodder parts were reduced in the three experimental rations taking into account the covering of the needs of lysine and sulphur containing amino acids, by which two experimental rations were supplemented with 0.05% L-Lysine and 0.05% DL-methionine and 0.25% L-lysine and 0.15% DL-methionine respectively. It could be established that except the lower dry matter content of the consumable parts of female broiler in the control group there were no significant differences through the influence of the rations. Furthermore no influence could be established of the high part of wheat rich in protein and the supplements of amino acids on the composition of the muscle protein.

Pe3iOMe K . T p y H H H. H p e f t c : HccJie«OBaHHH no Hcnojib30BaHHK) ßoraxoft HaTypajibHbiMH 6ejiKaMH nmeHHUM B KopMJieHHH ßpoüJiepoB. Cooöm. 4. ConepwaHwe niimeBbix BemecTB H aMHHOKHCJIOT B CbeflOßHOÜ HäCTH

Weizen in der Broilerfütterung

917

IlocJie OKOHHaHHH npoBejieHHoro B HHHycTpHajibHbix ycjioBHHx HccjieKOBaHHH n o OTK o p M y S p o f t j i e p o B S o r a T o f t ß e j i K a M H n m e H H u o i i H3 l e T b i p e x r p y n n Ha 5 6 - T O M « H E ?KH3HH

ÖHJIH OTOöpaHM n o BOCEMB MymcKHX H BOCEMB weHCKHX o c o ß e f t . r i o c j i e 3a6oH B CT>eflo6Hbix MacTbHX (MHCO, » e j i y a o K , c e p a u e , n e q e H b , » u p jKHBOTa) o n p e a e a o c b

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JKHpa, ÖejIKa H aMHHOKHCJlOT. KoHTpojibHan r p y n n a n o j i y ^ H j i a CTaHnapTHbift KopM «JIH ß p o f t j i e p o B . B T p e x onbiTHblX HHeTaX np0H3B0JJHJIH CHHJKeHHHe KBOTbl ßejlKOBOH TOCTH KopMa, yiHTblBaH n p n 3TOM HocTaToqHoe nocTynjieHHe jiH3HHa H c e p y c o j j e p j K a m n x aMHHOKHCJlOT; UBe n n e r a oöoramajTHCb

0,05%

L-JIH3HHOM

H

0,05%

DL-MBTHOHMHOM

HJIH 0 , 2 5 %

L-JIH3HHOM H

0 , 1 5 % DL-MCTHOHHHOM. McCJieHOBaHHH nOKa3ajIH, MTO nOMHMO ß o j i e e HH3KOrO COflepHtaHHH c y x o r o BemecTBa B CICHOSHMX ^ a c T b n x y JKCHCKHX o c o ö e ä KOHTpojibHofi r p y n n H , paunoHbi He OKa3biBaiOT BJIHHHHH Ha cocTaB n c c j i e j i y e M b i x MacTeö. H e 6HJIO H HaßneHO BJ1HHHHH BblCOKOÜ HOJ1H ÖOraTOH ßejIKaMH nLLieHHL(bI H aMHHOKHCJIOTHbIXi i(06aB0K Ha cojtepjKaHHe MbimeiHoro ß e j i K a .

Literatur [1] ARENDT, K . : Untersuchungen zum Futterwert verschiedener Getreidearten in der Broilermast und Maßnahmen zur Verbesserung ihrer Futtereignung. Promotion A, Sektion Tierproduktion und Veterinärmedizin der Karl-Marx-Universität Leipzig 1975. [2] A S H L E Y , J . H . , U. H . FISHER, B r i t . J . N u t r i t . 2 1 , 6 6 1 ( 1 9 6 7 ) . [3] COUCH, J . R . , J . H . TRAMMELL, J . COOPER, F . M . F A R R U. W . W . ABBOTT, B r i t . P o u l t r y S e i . 1 3 425 (1972). [4] DICKERSON, J . W . T . , B i o c h e m . J . 7 5 , 33 ( I 9 6 0 ) . [5] DJAROVA, M . , U. A . SHABALINA, C. R . A c a d . A g r i c . G . DIMITROV 8, 65 ( 1 9 7 5 ) . [6] E D W A R D S , H . M . j r . , F . DENMAN, A . ABOU-ASHOUR U. D . NUGARA, P o u l t r y S e i . 52, 9 3 4 ( 1 9 7 3 ) . [7] F L A C H O W S K Y , G . , U. H . JEROCH, A r c h . T i e r e r n ä h r . 23, 385 ( 1 9 7 3 ) . [8] GRIGOR'EV, N . G . , U. T . M . TRUZNIKOVA, V e s t n i k s e l ' s k o c h o z j a j s t v e n n o j n a u k i N r . 7, 9 1 ( 1 9 7 0 ) . [9] GRIGOR'EV, N . G . , B . K A L ' N I C K I J i. L . ORLOV, P t i c e v o d s t v o N r . 7, 1 6 ( 1 9 7 4 ) .

[10] GRIGOR'EV, N. G., U. B. D. KAL'NICKIJ, Reguljacija biosinteza belka v organizme mjasnych cypljat aminokislotami raciona. Biosintez produktov zivotnovodstva, Borovsk X V I , 45 (1976). [ 1 1 ] GRUHN, K . , A r c h . T i e r e r n ä h r . 24, 85 ( 1 9 7 4 ) . [12] GRUHN, K . , U. G . JAHREIS, i n : A . H E N N I G u n d J . K I E L A N O W S K I , T i e r e r n ä h r u n g u n d F ü t t e r u n g .

Erfahrungen Ergebnisse Entwicklungen 9, 326 (1975). [13] GRUHN, K . , G . JAHREIS, H . JEROCH U. A . HENNIG, A r c h . T i e r e r n ä h r . 25, 683 ( 1 9 7 5 ) . [ 1 4 ] GÜHNE, W . , A r c h . G e f l ü g e l k u n d e 34, 2 2 5 ( 1 9 7 0 ) . [ 1 5 ] JAHREIS, G . , U. K . GRUHN, A r c h . T i e r e r n ä h r . 25, 6 9 9 ( 1 9 7 5 ) . [16] JEROCH, H . , B . MEIXNER, H . - B . E R C K , J . SCHWARTZE U. A . HENNIG, T i e r z u c h t 29, 3 7 4

(1975).

[ 1 7 ] K O L B , E . , M o n a t s h . V e t e r i n ä r m e d . 3 2 , 109 ( 1 9 7 7 ) . [18] SUMMERS, J . D . , U. H . FISHER, J . F o o d A g r i c . 1 3 , 4 9 6 ( 1 9 6 2 ) . [ 1 9 ] V E L U , J . G . , H . M . SCOTT U. D . H . B A K E R , J . N u t r i t . " 102, 7 4 1 ( 1 9 7 2 ) . [20] T A S A K I , I., K . K A T S U u . J . OKUMURA, J a p . J . Z o o t e c h . S e i . 43, 203 ( 1 9 7 2 ) .

Dr. sc. agr. K . GRUHN und Dr. agr. G. JAHREIS, Sektion Tierproduktion und Veterinärmedizin der Karl-Marx-Universität Leipzig, Fachgruppe Tierernährung Jena, DDR-69 Jena, Dornburger Str. 24 Eingegangen 9. 5. 1977

Die Nahrung

21

10

1977

919-924

Physiologisch-chemisches Institut der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald (Direktor: M R Prof. Dr. sc. med. N. HARTMANN), D D R

Zur Gesamtkörperanalyse v o n R a t t e n unter besonderer Berücksichtigung der Fettbestimmung. Möglichkeit der rechnerischen E r m i t t l u n g v o n F e t t und E i w e i ß K . HARTMANN, Chr. V o s s u n d N .

HARTMANN

E s wird eine Methode zur Ganzkörperanalyse von Ratten vorgestellt, bei der die Tierkörperaufbereitung nach MICKELSEN mit der Lipidanalyse nach Folch kombiniert wurde; die Lipidanalyse wurde leicht modifiziert. Hierdurch und durch das Nichtentfernen des Magen-DarmInhaltfes der Tiere wird bei der Körperfettbestimmung eine arbeitstechnische Vereinfachung erreicht. Die Ermittlung des Körperfettgehaltes ist auch rechnerisch aus dem Wassergehalt möglich. Der Körperwassergehalt wurde gravimetrisch ermittelt. Die Bestimmung des Körpereiweißgehaltes erfolgte nach KJELDAHL; der Eiweißgehalt kann jedoch auch rechnerisch aus dem Fett- und Wassergehalt bestimmt werden, falls eine Fehlerbreite von + 1 % tragbar ist.

Bei der direkten Gesamtkörperanalyse von kleineren Labortieren hat sich die Aufbereitungsmethode von M I C K E L S E N [ I ] durchgesetzt. Nach dieser Methodik werden die Versuchstiere nach Entfernung des Magen-Darm-Inhaltes unter Überdruck autoklaviert und anschließend homogenisiert. Zur Fettbestimmung extrahiert M I C K E L S E N einen aliquoten Homogenattrockenrückstand 24 h mit P E T R O L Ä T H E R in einer SoxHLET-Apparatur. Wir kombinierten zur Gesamtkörperfettbestimmung von Ratten die Aufbereitungsmethode nach M I C K E L S E N mit der Lipidextraktionsmethode von F O L C H U. a. [2], wobei letztere von uns leicht modifiziert wurde. Material und Methoden Maximal 30 Tiere (Wistar-Ratten, Stamm Schönerlinde) wurden jeweils am späten Vormittag des Versuchstages gewogen, mit Halotan getötet und ohne Herauspräparieren des Magen-Darm-Inhaltes in einem 120 1-Sterilisator (Fa. Asepta Berlin) in Bechergläsern in Gegenwart von jeweils 50 ml 5%iger Salzsäure für 2 — 3 h bei 134 °C (entspricht einem Überdruck von ca. 2,2 at) autoklaviert. Danach besteht die Möglichkeit, die Tierkörper mit dem Ultra-Turrax (Fa. Janke u. Kunkel K G , Staufen i. Br.) zu homogenisieren. Bei diesem Arbeitsgang muß ; so viel aqua bidest. zugesetzt werden, daß das Homogenat eine schwach breiige Konsistenz annimmt, bei der sich eine relativ stabile Fettemulsion ausbildet. Hierzu genügen auf 100 g Körpermasse etwa 25 — 33 m l - Ein aliquoter Teil (sollte 3 — 4 g Gewebefrischgewicht entsprechen) vom gewogenen Gesamthomogenat eines Tieres wird möglichst schnell, am besten noch während der Laufzeit des Ultra-Turrax, mit einer Fortunapipette entnommen und im 50 ml-Becherglas gewogen. Anschließend wird im Vakuumtrockenschrank das Wasser.abgedampft (Absorptionsmittel: Phosphorpentoxid). Hierbei erweist es sich als günstig, anfangs nur ein schwaches Vakuum (120—140 mm Quecksilbersäule bei 60 — 70 °C) aufzuziehen, um ein Überschäumen der Proben zu verhindern, die mit Alufolie gegen Verspritzen geschützt werden.

920

HARTMANN/VOSS/HARTMANN

Der Trockenrückstand wird gewogen und nach FOLCH U. a. [2] mit rd. 40 ml Chloroform/Methanol (2:1) extrahiert. Nach Filtrieren durch ein Rundfilter extrahiert man den Rückstand nochmals mit rd. 40 ml Lösungsmittelgemisch, wobei letzteres wiederum für 20 min auf der Heizplatte auf 40 — 50 °C (Siedepunkt des Gemisches: 59 °C) erwärmt wird. Zu den vereinigten Extrakten wird in einem 100 ml-Schütteltrichter ein Fünftel des Extrakt Volumens an aqua bidest. zugesetzt, kräftig durchgeschüttelt (FOLCH vermischt die beiden entstandenen Phasen mittels eines Glasrührers) und über Nacht stehen gelassen. Danach ist eine saubere Phasentrennung erfolgt (falls erforderlich, kann die Probe auch bereits nach 1 —2 h weiterverarbeitet werden), und die untere Chloroformschicht wird vorsichtig abgelassen (FOLCH pipettiert die obere Methanol-Wasser-Phase mittels einer Spezialpipette (VAN SLYKE) ab, wobei sich ein mehrmaliges Nachwaschen mit etwas oberer Phase erforderlich macht). Sollten bei einzelnen Proben die Phasen sich schlecht getrennt haben,"so schafft die Zugabe von einigen ml Methanol meist Abhilfe. Das Chloroform wird anschließend auf der Heizplatte abdestilliert (Tonscherben als Siedesteine) und die Lipidmenge gewogen. Letztere ist repräsentativ für den aliquoten Homogenatteil und für die entsprechende Menge an Frischgewebe. Aus dem Gewicht von Gesamthomogenat, Tier und aliquotem Homogenatteil läßt sich errechnen, welcher Menge Frischgewebe letzteres entspricht. Aus dieser und der analysierten Lipidmenge errechnet sich, wieviel Fett im Gesamtkörperfrischgewicht (% Fett der KM 1 bzw. g Fett/KM) enthalten ist. Der Körperwassergehalt ergibt sich in analoger Weise aus der Differenz zwischen der Menge an Gewebefrischgewicht, die dem aliquoten Homogenatteil entspricht, und dem Gewicht des Trockenrückstandes.

Untersuchungen Verteilung

des Körperfettes

im

zur Fehlerbreite

der

Methodik

Gesamthomogenat

Bei einer ungleichmäßigen Verteilung des Körperfettes im Gesamthomogenat sollte in den aliquoten Homogenatproben, die aus dem oberen Homogenatdrittel entnommen werden, mehr Fett (geringes spezifisches Gewicht) als in den aus dem unteren Drittel gezogenen enthalten sein. Aus ein'em Sammelhomogenat wurden jeweils 3 Proben aus dem oberen (% Fett der K M : 11,7 + 0,2) und dem unteren (% Fett der K M : 11,8 + 0,1) Homogenatdrittel entnommen, wobei sich praktisch keine Abhängigkeit der Fett werte vom Entnahmeort ergab. Vollständigkeit

der

Fettextraktion

Die Fettextraktion nach obiger Methodik ist praktisch quantitativ. Ein weiteres Extrahieren des Homogenattrockenrückstandes mit Lösungsmittelgemisch ergibt nur noch Lipidmengen von rd. 1 % (0,7 — 1,5%) der im normalen Extraktionsgang erhaltenen Fettmenge (Folch: rd. 0,5% der Gesamtlipidmenge werden bei Leber bzw. Muskel nicht extrahiert). Kontamination

der Methanol-Wasser-Phase

durch

Lipide

Die obere polare Phase, in der sich die Nichtlipidbeimengungen des Trockenrückstandes befinden, wurde eingedampft und der Rückstand mit Chloroform extrahiert. Hierbei gehen nur Lipidmengen von 0,5 — 0,9% der Gesamtfettmenge in Lösung (Folch: Methanol-Wasser-Phase enthält rd. 2 % der Gesamtlipidmenge bei Leberbzw. Muskelgewebe). 1

K M : Körpermasse

Gesamtkörperanalyse von Ratten

Prüfung auf Lipidverluste beim Abdestillieren

921

des Lösungsmittels

Beim Abdestillieren des Chloroforms unter Normaldruck (das ist möglich, wenn keine weitere Analyse des Lipidrückstandes vorgesehen ist) sind die letzten Reste des Lösungsmittels nur schwer flüchtig. Es wurde bei einigen Proben untersucht, ob bei der angewandten Heizstufe evtl. leicht destillierende Lipidkomponenten mit abdampfen. N a c h d e m das Chloroform praktisch vollständig abdestilliert ist (Proben werfen k a u m noch Blasen), wurde der R ü c k s t a n d noch 40 min auf der Heizplatte stehen gelassen. B e i der N a c h w ä g u n g ergab sich ein Verlust von rd. 0 , 5 % (0,3 — 0,7%) der Gesamtlipidmenge. Hierbei handelt es sich evtl. noch um letze Chloroformreste. Werden die Proben nochmals 40 min erhitzt, ergibt sich kein weiterer Gewichtsverlust. Quantitative Beurteilung

der Fehlerbreite

N a c h den o. a. Ergebnissen ist insgesamt ein Fehlbetrag von durchschnittlich 2 , 3 % (1,1 + 0,7 + 0,5) der Lipidmenge der Analysenproben (Gesamtfehlbetrag bei FOLCH : 2 , 5 % ) und damit auch des prozentualen wie absoluten Fettgehaltes der Versuchstiere möglich. Bei einem analysierten Fettgehalt eines Versuchstieres von beispielsweise 1 5 , 0 % der K M würde der wahre Fettgehalt um rd. 2 , 3 % höher liegen, also 1 5 , 3 % betragen. Diese Differenz kann vernachlässigt werden.

Ergebnisse und

Diskussion

In einer Mehrfachbestimmung (7 Analysenwerte) wurde für die Gesamtkörperfettanalyse bei einem Sammelhomogenat ein V K von 1 , 0 % ( % F e t t der K M : 1 1 , 7 % ) und für die Gesamtkörperwasserbestimmung ein V K von 0 , 1 % ( % Wasser der K M : 63,8%) erzielt. B e i R a t t e n , die eine unterschiedliche D i ä t erhielten (Standard-, Niedrigfett- bzw. Hochfettdiät) und unterschiedliche Körpermassen (400—700 g) und Körperzusammensetzungen ( % F e t t der K M : 1 2 — 3 7 % ) aufwiesen, wurde zusätzlich der Gesamtkörpereiweißgehalt bestimmt (Stickstoffbestimmung der aliquoten Homogenatproben nach KJELDAHL). Bei mit Standard- bzw. Niedrigfettdiät ernährten R a t t e n ergab die Summe der Körperbestandteile Wasser, F e t t und Eiweiß, jeweils ausgedrückt in % v o n der Körpermasse als Mittel bei 5 Analysen werten, 96,6 + 0 , 6 % . Bei der Gesamtkörperanalyse einer mit Hochfettdiät gefütterten fetten R a t t e erhielten wir für die Summe von F e t t , Wasser und Eiweiß einen W e r t von 9 7 , 0 % der K M . A u s Literaturangaben [3] für die absolute Körperzusammensetzung von R a t t e n ergeben sich nach Umrechnung auf Relativprozente ( % der K M ) für die Summe von F e t t , Wasser und Eiweiß W e r t e v o n 95,9 (95,3 — 96,3) für mit Standardfutter (Alter: 5 — 3 9 Wochen, K M : 1 4 0 — 5 7 0 g, % F e t t der K M : 9 — 3 2 % ) ernährte und von 97,0 (96,9—97,2) % für mit Hochfettdiät (Alter: 5 — 21 Wochen, K M : 150 — 600 g, % F e t t der K M : 9 — 3 3 % ) gefütterte R a t t e n . Diese Werte stimmen gut mit den von uns gefundenen Summen der Hauptkörperbestandteile überein. Die K o n s t a n z der S u m m e von F e t t , Wasser und Eiweiß und ihre Unabhängigkeit von Alter, Körpermasse und Körperzusammensetzung in einer Diätgruppe ist bemerkenswert. Der Grund hierfür ist in der Unveränderlichkeit des relativen Mineralstoffgehaltes der R a t t e n einer Diätgruppe (absolute W e r t e [3] wiederum in Prozent der K M umgerechnet) zu suchen.

922

HARTMANN/VOSS/HARTMANN

F ü r m i t S t a n d f u t t e r e r n ä h r t e T i e r e e r g e b e n sich so W e r t e v o n 3,05 ( 3 , 0 — 3 , 1 ) u n d f ü r m i t H o c h f e t t d i ä t g e f ü t t e r t e W e r t e u m 2,3 (2,2 — 2 , 5 ) % . D e r p r o z e n t u a l e K o h l e n h y d r a t g e h a l t der R a t t e n f ä l l t a n t e i l m ä ß i g k a u m ins G e w i c h t [1] u n d ist in einer D i ä t g r u p p e e b e n f a l l s r e l a t i v k o n s t a n t [3]. Z u r r e c h n e r i s c h e n E r m i t t l u n g des G e s a m t k ö r p e r e i w e i ß g e h a l t e s v o n m i t S t a n d a r d b z w . N i e d r i g f e t t d i ä t g e f ü t t e r t e n R a t t e n e r g ä n z t e n w i r die S u m m e d e r R e l a t i v p r o z e n t e v o n F e t t u n d W a s s e r z u 96 u n d b e i m i t H o c h f e t t d i ä t g e f ü t t e r t e n R a t t e n z u 9 7 % . Bei

einer

Mehrfachbestimmung

des

Gesamtkörperstickstoffs

von

Ratten

schiedlicher Körpermassen (400—700 g ) , Ernährungsregime (Standard-, bzw. Niedrigfettdiät) und Körperfettgehalte ( 1 2 — 3 7 % geringe A b w e i c h u n g e n

zwischen

analysierten

und

d e r

K M

)

unter-

Hochfett-

e r g a b e n sich n u r

e r r e c h n e t e n W e r t e n ( — 0 , 3 bis

+ 1 , 3 % E i w e i ß v o n K M ; K o r r e l a t i o n s k o e f f i z i e n t r = 0,63, S t r e u u n g Sy.x =

3,1).

B e i 1 6 W o c h e n a l t e n R a t t e n , die d u r c h u n t e r s c h i e d l i c h e s F ü t t e r u n g s r e g i m e K ö r p e r m a s s e n z w i s c h e n 330 u n d 480 g a u f w i e s e n ( K ö r p e r f e t t g e h a l t

15 — 2 7 %

der

KM),

e r m i t t e l t e n w i r a u s 1 2 A n a l y s e n w e r t e n einen Q u o t i e n t e n f ü r g W a s s e r / g F F M 2 v o n 0,725 + ° . 0 1 - D i e s e r W e r t u n t e r s c h e i d e t sich p r a k t i s c h n i c h t v o n W e r t e n , die a u s Literaturangaben

zur

Körperzusammensetzung

für

9—38 Wochen

alte

Ratten

(0,72 [3]; 0,73 [4]) b z w . R a t t e n m i t e i n e m A l t e r v o n 4 M o n a t e n (0,726 [6]) u n d 10 M o n a t e n (0,718 [5]) z u e r r e c h n e n sind. M i t t e l s des Q u o t i e n t e n 0,725 b e s t i m m t e n w i r b e i 16 W o c h e n a l t e n R a t t e n a u s d e m Gesamtkörperwassergehalt

(g W a s s e r / 1 0 0 g K M ) d e n p r o z e n t u a l e n G e h a l t des G e -

s a m t k ö r p e r s a n f e t t f r e i e r Masse (g F F M / 1 0 0 g K M ) u n d d u r c h D i f f e r e n z b i l d u n g z u 1 0 0 % d e n G e s a m t k ö r p e r f e t t g e h a l t ( % der K M ) . D i e s e a u s d e m W a s s e r g e h a l t errechn e t e n F e t t w e r t e z e i g e n eine h o h e K o r r e l a t i o n z u d e n m i t t e l s der v o r h e r b e s c h r i e b e n e n g r a v i m e t r i s c h e n L i p i d m e t h o d i k e r h a l t e n e n A n a l y s e n w e r t e n ( A b b . x).

10

¡0 .

30

Abb. 1. Vergleich der Fettwerte [% der KM] Ordinate: Lipidanalysenwerte Abszisse: aus dem Wassergehalt errechnete Werte

%Fett (errechnet)

Bei der gleichen Versuchstiergruppe bestimmten wir aus jeweils 12 A n a l y s e n w e r t e n d e n p r o z e n t u a l e n E i w e i ß g e h a l t der f e t t f r e i e n K ö r p e r m a s s e ( F F M ) z u 23,2 ±

1,4%.

H i e r b e i w u r d e die f e t t f r e i e K ö r p e r m a s s e d u r c h D i f f e r e n z b i l d u n g a u s der K M u n d d e m Körperfettgehalt

erhalten.

Die Analyse

des K ö r p e r f e t t g e h a l t e s

erfolgte nach

der

b e s c h r i e b e n e n g r a v i m e t r i s c h e n L i p i d b e s t i m m u n g , der r e l a t i v e E i w e i ß g e h a l t der R a t t e n w u r d e r e c h n e r i s c h (s. o.) a u s d e m W a s s e r - u n d L i p i d g e h a l t e r m i t t e l t . A u s L i t e r a t u r a n g a b e n z u r a b s o l u t e n b z w . r e l a t i v e n K ö r p e r z u s a m m e n s e t z u n g e r g e b e n sich f ü r d e n 2

FFM: fettfreie Körpermasse

923

Gesamtkörperanalyse von Ratten

prozentualen Eiweißgehalt der fettfreien Körpermasse von Ratten (Alter ^ 9 Wochen) Werte von 22,2 [6], 23,0—23,9 [3] und 22,2 — 24,6% [4]. Bei der vorgestellten Gesamtkörperanalyse von Ratten ist durch die Verarbeitung des gesamten Tierkörpers ohne Entfernung des Magen-Darm-Inhaltes und durch die Verwendung eines Scheidetrichters zum Durchmischen und Abtrennen der Lösungsmittelphasen (Modifizierung der Methode von FOLCH [2]) eine arbeistechnische Vereinfachung erreicht worden. Von den oben angeführten Autoren [3—6] wurden bei der Körperanalyse von Ratten die Magen-Darm-Inhalte vor dem eigentlichen Versuch entfernt. Unsere Werte für die Summe der Hauptkörperbestandteile Fett, Wasser und Eiweiß, für den prozentualen Eiweißgehalt der fettfreien Körpermasse und für den Quotienten g Wasser/ g F F M stimmen gut mit den Werten dieser Autoren überein. Diesem Umstand sowie die Möglichkeit, mittels des von uns bestimmten Quotienten g Wasser/g F F M aus dem Wassergehalt mit guter Genauigkeit den Körperfettgehalt errechnen zu können, beweisen, daß durch das Nichtentfernen des Magen-Darm-Inhaltes der Ratten die Versuchsergebnisse der Gesamtkörperanalyse nicht merklich verfälscht werden. Die Ratten sind nachtaktive Tiere, die in den Vormittagsstunden bis zum Versuchsbeginn nur noch wenig Futter aufnehmen. Will man ganz sicher gehen, so entzieht man den Tieren 8 — 1 0 h vor dem Versuch Futter und Wasser, was in neueren Versuchen von uns praktiziert wird.

Summary K . HARTMANN, Chr. Y o s s and N. HARTMANN : On the total b o d y analysis of rats w i t h special regard to fat determination. Possibility of determining fat and protein b y calculation

The authors present a method for the whole body analysis of rats which combines the animal body preparation according to Mickelsen with the lipid analysis according to Folch; the liquid analysis has been somewhat modified. In this way and b y the non-gutting of the animals, the determination of the body fat becomes less laborious. The body fat content can also be calculated from the water content. The body water content was determined gravimetrically. The body protein content was determined according to Kjeldahl; the protein content may also be calculated from the fat and water contents if an error range of -f 1 % is acceptable.

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± 1 % .

924

HARTMANN/VOSS/HARTMANN

Literatur [1] MICKELSEN, O., U. A . A . ANDERSON, J. L a b . clin. M e d . 53, 282 (1959). [2] FOLCH, J., M. LEES U. G . H . SLOANE-STANLEY, J. biol. C h e m . 226, 497 (1957).

[3] SCHEMMEL, R . , O . MICKELSEN U. Z. TOLGAY, A m e r . J. P h y s i o l . 216, 373 (1969). [4] HOFFMANN, C., K . F . CARROL U. R . B . GOLDRICK, A u s t . J. e x p . B i o l . m e d . Sei 50, 267 (1972).

[5] HATAI, S., Amer. J. Anat. 21, 23 (1917). [6] LIGHT, A . E . , P . K . SMITH, A . H . SMITH U. W . E . ANDERSON, J . biol. C h e m . 107, 689 (1934).

D r . rer. nat. HARTMANN, D r . sc. med. D r . rer. nat. Christel V o s s , M R Prof. Dr. sc. med. N . HARTMANN,

Physiologisch-chemisches Institut der Ernst-Moritz-Arndt-Universität, DDR-22 Greifswald, Rubenowstr. 3. Eingegangen 12. 5. 1977-

Die Nahrung

IO

21

1977

925-930

Institut für Milchforschung der D D R , Oranienburg (Direktor: Dr. A. MEYER)

Eine kolorimetrische Routinemethode zur quantitativen Mikroanalyse v o n freiem a-Aniinostickstoff in Proteinhydrolysaten B. LIESKE und G.

KONRAD

Die Bestimmung des a-Aminostickstoffes (a-AN) erfolgt über die Bildung von AminosäureKupfer-Komplexen und nachfolgendem kolonmetrischen Nachweis des gelösten Kupfers als Kupfer-Diäthyl-dithiocarbamat. Die kontinuierliche Farbreaktion mit Hilfe eines Analysenautomaten erhöht die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse (Var.-koeff. = 1,7%) gegenüber der aufwendigen manuellen Methode. Es werden die Stabilität der Aminosäure-KupferKomplexe und des Kupfer-diäthyl-dithiocarbamates geprüft sowie mögliche Störeinflüsse der Farbreaktion diskutiert. Ammoniak stört die Untersuchung des a - A N an Proteinhydrolysaten nicht, während Spuren von Waschmittelrückständen die Meßwerte verfälschen.

Einleitung Der Gehalt an freien Aminosäuren stellt den wertbestimmenden Faktor handelsüblicher Proteinhydrolysate dar. Die technologische Verfahrensführung der Hydrolysatherstellung erfolgt deshalb unter dem Blickwinkel einer möglichst vollständigen Umsetzung des Proteinrohstoffes in freie . M . P f f l a B C K a a (F. M. RZAVSKAJA) : (>Knpi>i pi>i6 h MopcKHx MjieKO-nHTaemHx) (Die Fette der Fische und Meeressäugetiere) 1. Aufl. 472 Seiten, 60 Abb., 145 Tab., 897 Lit. Verlag Piscevaja promyslennost', Moskau 1976. Preis: 2,78 Rubel; 13,90 M Das Buch ist in die zwei Hauptteile „Zusammensetzung der F e t t e " und „Veränderungen der F e t t e " gegliedert, von denen jeder aus 5 Kapiteln besteht. A m Ende der Kapitel befinden sich umfangreiche Literaturverzeichnisse. Im ersten Teil wird nach einer Charakterisierung der Lipidklassen die LipidZusammensetzung der Fette verschiedener Meeresorganismen und die Fettsäure-Zusammensetzung bestimmter Lipidklassen dargestellt. Weiterhin wird über die Bedeutung der Lipide der Meeresorganismen für die Ernährung, z. B. hinsichtlich der Beeinflussung des Cholesterinspiegels, berichtet. Ein Kapitel befaßt sich mit den Analysenmethoden zur Bestimmung der Lipid-Zusammensetzung. Der zweite Teil behandelt hydrolytische und oxydative Verderbsreaktionen sowie Veränderungen der Fischlipide während der Herstellung, Lagerung und bei verschiedenen technologischen Prozessen. Ein abschließendes Kapitel betrifft die Hemmung des oxydativen Verderbs. Das Buch beeindruckt durch eine Vielzahl von Tabellen, besonders hinsichtlich der Lipid- und Fettsäure-Zusammensetzung der Fette der Meeresorganismen, und ist daher insbesondere als Nachschlagewerk für solche Fragestellungen gut geeignet. j . BRÜCKNER

XHMHqeCKHft C0CTaB numeBBIx n p O H y K T O B (Chemische Zusammensetzung der Lebensmittel), herausgegeben: von A. A. POKROVSKIJ. 228 Seiten. Verlag Piscevaja promyslennost', Moskau 1976, Preis: 92 K o p . ; 4,60 M Es werden die chemischen Zusammensetzungen von 1146 Lebensmitteln angegeben, die zu folgenden 12 Gruppen gehören: Getreide und Getreideerzeugnisse; Brot und Broterzeugnisse; Konditorerzeug-

Kurznachrichten

969

nisse; Milchprodukte; Pflanzenfett und Fetterzeugnisse; Kartoffeln, Gemüse, Obst, Pilze; Fleisch und Fleischerzeugnisse; Geflügel und Eierzeugnisse; Fisch, Fisch- und Meeresprodukte; Gemüse-, Fruchtkonserven und Nahrungskonzentrate; Kinder-"und Diätlebensmittel; Getränke und Gärungserzeugnisse. Die Angaben betreffen Wasser, Protein, Fett, Kohlenhydrate insgesamt, Monosaccharide, Stärke, Cellulose, organische Säuren, Aschegehalt insgesamt sowie NaCl, Na, K, Ca, Mg, P, Fe, ^-Carotin, Vitamin Bj, B 2 , PP, C und Energiewert. Als Anhang wird für eine Reihe von Lebensmitteln der nicht eßbare Anteil angegeben, in einer weiteren Tabelle die Menge für ausgewählte Lebensmittel pro Teeglas, Eßlöffel und Teelöffel und in einer dritten Tabelle Mengenangaben für Stückwaren. Neben chemischen Analysenwerten aus dem eigenen Land wurden auch solche aus anderen Ländern verwendet. G. POSE

T E R A T O L O G Y . T R E N D S A N D A P P L I C A T I O N S , herausgegeben von C. L. BERRY und D. POSWILLO. 238 Seiten. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg und New York 1975. Preis: 82 — . D M ; 33.7° $ In 13 Beiträgen behandeln Vertreter der Grundlagenforschung und der angewandten Wissenschaft Probleme der Teratologie. In den 15 Jahren nach der Thalidomid-Katastrophe hat sich die Teratologie zu einem Wissenschaftszweig mit besonderer Bedeutung für die toxikologische Beurteilung von Arzneimitteln, Lebensmitteladditiven und -kontaminanten und chemischen Verbindungen in der Umwelt des Menschen entwickelt. Verschiedene Abhandlungen beleuchten die wichtigsten Aspekte der experimentellen Embryologie, denn Untersuchungen zum Mechanismus der Mißbildung setzen Kenntnisse der normalen Entwicklungsprozesse voraus. Die Betrachtungen gelten nicht nur den verschiedenen tierexperimentellen Systemen, die zur Ergründung von Effekten spezifischer Noxen auf die Morphogenese angewandt werden. Als besonderes Untersüchungsgebiet stellt sich die Induktion chromosomaler Abnormalitäten dar, die zu charakteristischen Syndromen führen und die enge Beziehungen zwischen genetischer Kontrolle und Morphogenese aufzeigen. Am Beispiel cytotoxischer Agenzien wird dargestellt, wie biologische Effekte in Abhängigkeit vom verwendeten System variieren können. Es verdient Beachtung, daß ein spezielles Kapitel den verschiedenen Aspekten der Verhaltensteratologie einschließlich methodischen Fragen gewidmet ist. Erst in den letzten Jahren ist richtig erkannt worden, daß nicht nur morphologische Veränderungen, sondern auch nicht-strukturelle Defekte sich bei den Nachkommen einstellen können, wenn bestimmte Substanzen während der Gravidität eingenommen werden. Auch auf die Probleme der Interpretation wird hingewiesen. Einmal stellt sich die Frage, wann ein Test als ausreichend angesehen werden kann; zum anderen wird auf die Schwierigkeiten aufmerksam gemacht, die sich aus den unterschiedlichen Auffassungen zur experimentellen Einheit (Gesamtzahl der Feten pro Muttertier oder einzelne Feten) bei der statistischen Analyse ergeben. H.-J. LEWERENZ

VETTORAZZI, G. und P. MILES-VETTORAZZI: S A F E T Y E V A L U A T I O N O F CHEMICALS IN F O O D : T O X I C O L O G I C A L D A T A P R O F I L E S F O R P E S T I C I D E S . 1. C A R B A M A T E A N D ORGANOP H O S P H O R U S I N S E C T I C I D E S U S E D IN A G R I C U L T U R E A N D P U B L I C H E A L T H . Progress in Standardization: 3. World Health Organisation, Genève 1975. Preis: 10,-sfrs; 4.00 $. Die Autoren haben die begrüßenswerte Aufgabe übernommen, die Fülle veröffentlichter und unveröffentlichter Informationen zur Toxikologie der Carbamate und phosphororganischen Insektizide zusammenzustellen und auszuwerten. Dabei wird das gesamte von der FAO/WHO-Expertengruppe für Pestizidrückstände erfaßte Material an Publikationen und Berichten berücksichtigt und nach Wirkstoff und Untersuchungsart klassifiziert. Einleitend geben die Verfasser einen Überblick über die bisherigen Aktivitäten der F A O und W H O zur Pestizidproblematik und erläutern, welche Informationen zur toxikologischen Bewertung von Pestiziden und für die Empfehlungen maximal zulässiger Rückstandsmengen gegeben sein müssen. Das Problem der Extrapolation tierexperimenteller Ergebnisse auf den Menschen und die Frage des Sicherheitsfaktors werden im Zusammenhang mit den Prinzipien der ADI-Festlegung (acceptable daily intake) diskutiert. Ausdrücklich wird darauf verwiesen, daß für die Anwendung einer Sicherheitsspanne keine feste Regel gegeben werden kann. Eine knapp gefaßte Zusammenstellung definiert

970

Kurznachrichten

die möglichen toxikologischen Einschätzungen, z.B. maximale Rückstandsmenge, bedingte A D I (wird bei Addition nicht mehr verwendet), vorläufige ADI, vorläufige maximale Rückstandsgrenze. Die Zusammenstellung der insgesamt 1078 Publikationen und Berichte betrifft 38 Carbamat- und phosphororganische Wirkstoffe. In tabellarischer Form liegfafür jeden Wirkstoff eine Zuordnung der Arbeiten nach folgenden Gebieten vor: biochemische Aspekte, Spezialuntersuchungen (u. a. Carcinogenität, Teratogenität, Mutagenität, Hauttoxizität), akute Toxizität, Kurzzeitversuche, Langzeitversuche, Beobachtungen beim Menschen und Ermittlung untoxischer Konzentrationen. In einer weitern Tabelle sind die von der WHO/FAO-Expertengruppe für Pestizidrückstände vorgenommenen Einschätzungen bezüglich des ADI-Wertes zusammengestellt. H. J. LEWERENZ

I A R C - M O N O G R A P H S ON T H E E V A L U A T I O N O F C A R C I N O G E N I C R I S K O F CHEMICALS TO MAN, Vol. 12: SOME CARBAMATES,- T H I O C A R B A M A T E S A N D C A R B A Z I D E S . 282 Seiten. International Agency for Research on Cancer, Lyon 1976. Preis: 34,— sfr; 14,— $ Im Band 12 werden 12 Carbamate, 8 Thiocarbamate, 2 Harnstoffderivate und 2 Carbamazide hinsichtlich einer möglichen cancerogenen Wirkung beurteilt. Einleitend wird die Möglichkeit der Bildung von cancerogenen Nitrosoderivaten für Benzthiazuron, Carbaryl. Disulfiram, Dulcin, Fenuron, Ferbam, Propoxur, Thiram und Ziram diskutiert. Folgende Substanzen werden tierexperimentell als cancerogen beurteilt: Diallat, Dimethylcarbamoylchlorid, Monuron, Phenicarbazid. Kaliumbis-(2-hydroxyäthyl)-dithiocarbamat, n-Propylcarbamat und Semicarbazid. Bei allen übrigen Verbindungen ist infolge nicht ausreichender experimenteller Versuchsanordnungen eine Beurteilung der cancerogenen Wirkung z. Zt. noch nicht möglich: Carbaryl. Chloropropham, Disulfiram, Dulcin, Äthyl-selenac, Äthyl-tellurac, Ferbam, Ledate, Maneb, Methyl-carbamate, Methyl-selenac, Propham, Natrium-diäthyldithiocarbamate, Thiram, Zectran, Zineb und Ziram. Bei allen zur Beurteilung vorgegebenen Substanzen konnte eine derartige Beziehung zur Krebsentstehung beim Menschen nicht gefunden werden. Die einführenden Kapitel behandeln u. a. Zweck der Monographien, Gesichtspunkte für die Beurteilung, Terminologie, Dosis-Wirkungsbeziehungen bei carcinogenen, Extrapolation vom Versuchstier auf den Menschen und Auswahl der hier diskutierten Substanzen. Jede als cancerogen suspekte Substanz wird nach einem bereits beschriebenen Schema abgehandelt. Die zitierte Literatur und die übersichtliche Gliederung ermöglichen eine einheitliche Beurteilung der Noxen und stellen eine Arbeitsgrundlage für jeden auf diesem Gebiet Tätigen dar. W. FRITZ

BIOM O R P H O S E VON Z E L L O R G A N E L L E N UND M E T H O D E N I H R E R S U B M I K R O S K O P I SCHEN U N T E R S U C H U N G , herausgegeben von G. GEYER. 390 Seiten, 201 Abb., 18 Tab. Acta histochem., Suppl.-Bd. X V I I . V E B Gustav Fischer Verlag, Jena 1976. Preis: 9 9 , - M (DDR); 119,— M (Ausland) Vorliegender Band enthält die auf der 8. Arbeitstagung „Elektronenmikroskopie" der Gesellschaft für Topochemie und Elektronenmikroskopie der D D R und des Fachverbandes Elektronemmikroskopie der Physikalischen Gesellschaft der D D R Ende Januar 1975 in Berlin gehaltenen Vorträge. Die Kenntnisse der Feinstruktur sowie chemischer und physikalischer Eigenschaften von Zellorganellen und ihrer Integration innerhalb der Funktion der Zelle erweitert sich ständig. Sie sind von einem einzelnen Wissenschaftler kaum mehr zu überblicken. Es ist den Veranstaltern dieser Tagung nicht nur gelungen, die derzeitigen Ansichten über Struktur und Funktion einiger Zellorganellen (endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien, Piastiden, Mikrotubuli und Plasmalemm) in 30 Übersichtsreferaten darzustellen, sondern darüberhinaus einer interdisziplinären Betrachtung aus morphologischer, histochemischer, biochemischer und zellphysiologischer Sicht zu unterziehen. Im Anschluß daran finden sich 18 Vorträge über moderne immunhistochemische, cryotechnische und autoradiographische Verfahren. Im Rahmen der Arbeitstagung wurde ein Rundtischgespräch zur Problematik des Begriffes „Zellorganelle" abgehalten. Ein orientierender Bericht hierzu und eine Stellungsnahme von G. DAVID wird am Ende des Bandes abgedruckt. D. W. R. BLEYL

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B E W E R T U N G V O N R I S I K E N F Ü R D I E G E S U N D H E I T . Herausgegeben von G. FÜLLGRAFF. 196 Seiten, 24 Abb., 19 Tab. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart und New Y o r k 1977. Preis: 32,— DM. Die 50 Beiträge dieses Buches setzen sich mit Grundsatzfragen und aktuellen Aufgaben zum schwierigen Problem der Bewertung von Risiken für die Gesundheit in der Risiko vermeidung oder-begrenzung auseinander. Das Kapitel „Gefahren für die Gesundheit aus der U m w e l t " behandelt Auswirkungen physikalischer und chemischer Noxen (Emission radioaktiver Stoffe in A b l u f t und Abwasser von Kernkraftwerken, Strahlenexposition der Bevölkerung, Schwermetalle, Risiken am Arbeitsplatz) und des biologischen Streß. Die Abhandlungen im Abschnitt „Gefahren für die Gesundheit durch Nahrung und Wasser" beschäftigen sich vor allem mit Schadstoffen im Trinkwasser, Infektionskrankheiten durch Trinkwasser, Carcinogenen in der Nahrung, Pestizidrückständen, Rückständen pharmakologisch wirksamer Substanzen bei Tieren, Bewertung von Verpackungsmaterialien und Füllstoffen (mikrokristalline Cellulose) sowie mit ethischen und rechtlichen Problemen bei obligatorischen gesundheitlichen Präventivmaßnahmen. Auf die Frage, wieviel Sieherheit Tierversuche liefern, wird gesondert eingegangen. Eine Reihe von Beiträgen beleuchtet die „Gefahren für die Gesundheit durch Arzneimittel". Dabei werden Ursachen unerwünschter Wirkungen analysiert und verschiedene toxikologische Aspekte wie Gefährdung nachfolgender Generationen, Bedeutung pharmakokinetischer Faktoren, Spontanerfassung von Arzneimittelnebenwirkungen, berücksichtigt. Der letzte Abschnitt gilt den „Gefahren für die Gesundheit durch Mikroorganismen". Folgende Gebiete sind angesprochen: Panoramawechsel der Infektionskrankheiten in Mitteleuropa in den letzten 100 Jahren, Trends im Impfwesen, Viruskrankheiten und Chemotherapie, medizinische Parasitologie und Zoonosenbekämpfung, moderne Konservenherstellung. H. J. LEWERENZ

D . M . HEGSTED: (Vorwort) EAT to LIVE. 3. Auflage, 80 Seiten, zahlreiche Illustrationen und Tabellen. Verlag W h e a t Flour Institute, Washington. 1976 Preis: 1 , — $ Eine zweckmäßige, populär verständliche und wissenschaftlich fundierte Schrift zur gesunden Ernährung, in der, ausgehend von den US-Ernährungsrichtsätzen, Informationen genereller A r t sowie über die Bedeutung der einzelnen Nährstoffe, die wichtigsten Lebensmittel, praktische Regeln in der täglichen Ernährung und die Nährstoffgehalte von über 600 Lebensmitteln gegeben werden. H.

HAENEL

C O N F E R E N C E R E P O R T S - A G R I C U L T U R E , F O O D A N D B I O L O G Y . Applied Science Publishers Ltd, London. 1 Band zu 4 Heften pro Jahr. Preis: 36,— US$. Das Journal gibt vierteljährlich Informationen über veranstaltete Konferenzen in der Form — Titel der Konferenz, Datum, Ort — kurze Zusammenfassung von Zielstellung, Teilnehmerkreis, Diskussionsgegenstand und Ergebnissen — Angaben, ob und wo Tagungsberichte veröffentlicht sind oder werden — Titel der einzelnen Vorträge. Die Angaben sind sehr knapp gefaßt und lediglich dazu gedacht, den Nutzer dieser Reports auf für ihn interessante Veranstaltungen und die Beschaffungsmöglichkeit der Kongreßmaterialien aufmerksam zu machen. Das 1. H e f t dieses neuen Journals enthält auf 60 Seiten Hinweise auf 16 Konferenzen; dazu kommt ein ausführliches Sachwortregister. J. VOIGT

B. H.

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B. fl. I l o n o B , B. M. J I h c h h c k h ä h