W. DIEMAII¢ U. ~. : (Tber lSsliche Kohlenhydr~te der Kakaobohne beim RSst~proze~ 25

Uber die l~slichen Kohlenhydrate der Kakaobohne und ihre Ver~inderungen beim R6stprozefl

Von

W. DIEMAIR, ]J. ACKER und H. LANGE

Mitteilung aus dem Univemitdtsinstitut /i~r Lebensmittelchemie, Frankfurt am Main

(Eingegangen am 18. Juni 1957)

Im l~ahmcn einer Untersuchung, die sich mit den Ver/inderungen der InhMts- bestandteile von Kakaobohnen w/ihrend des l~Sstprozesses befai3t, wurden ~uch die lSslichen Kohlenhydrate in die Betr~chtung einbezogen. Im Hinblick auf einige in der letzten Zeit erschienene VerSffentlichungen fiber die 16slichen Kohlenhydrate der Kakaobohne erschien es uns angezeigt, die d~bei erhaltenen Ergebnisse schon vor AbschluI~ der gesamten Untersuchung bekanntzugeben.

I. CnRBULIS 1 hat vor kurzem fiber die bisher auf diesem Gebiet vorliegenden Kenntnisse berichtet. Er selbst konnte papierchromatogr~phisch und s/iulen- chromatographisch folgende Zucker nachweisen: Glucose, Fructose, Galaktose, Saccharose, l~affinose und Stachyose. Bei einzelnen Partien wurde daneben noch Melibiose und Manninotriose gefunden sowie drei weitere nicht identffizierte Zucker, yon denen drei Ketosen enthielten. CERBULIS hat bald darauf ~ in Caracas-Kakao- bohnen noch einige weitere Oligosaccharide nach Anreicherung und sgulenchromato- graphischer Fraktionierung aufgefunden.

Weiterhin hat sich H. TJ~ALz~ s mit den ]6slichen Kohlenhydraten besch~ftigt und in Ubereinstimmung mit CERnuzIS, abet offensichtlich ohne Kenntnis yon dessen Ergebnissen, Glucose, Fructose, Saceharose, R~ffinose und Stachyose nachgewiesen. Nach den Ergebnissen yon TgALER sind die Gehalte an diesen Zuckern bei den einzelnen Sorten unterschiedlich. Charakteristische Eigentfimlichkeiten dieser einzelnen Sorten zeigten sich in der Zusammensetzung der Kohlenhydrate nicht, lediglich im Saccharosegehalt scheint Arriba (und wohl auch Accra) den anderen Sort, en deutlich fiberlegen zu sein, l~berraschend ist der Befund, d~l~ Glucose nicht oder nut in Spuren, Fructose auch nur in kleiner Menge ur~d ebenfMls nicht bei allen Sorten beobachtet wurde.

Wir haben unsere Untei'suchungen auf drei verschiedene Sorten abgestellt : Accra, Arriba und Bahia. Dabei wurde Accra als Typ einer normalen Konsumsorte nnd Arriba als Typ einer Edelsorte gew/~hlt. Bahia war deshalb interessant, weil dicse Sorte mit der Jodzahl ihres Fettes aus dem R~hmen f/illt.

Wir haben die lSslichen Kohlenhydrate qualitativ und - - soweit es Glucose und Fructose anbelangt - - ~uch quantitativ papierchromatographisch untersucht, wobei die ietzteren Ergebnisse mit den nach der komplexometrischen Methode yon POTTE- t~AT-EscH~AN~ 4 erhaltenen Werten verglichen wurden. Weiterhin haben wir den Einflul~ des R6stprozesses auf die ~enge der reduzierenden Zucker verfolgt.

Versuchsteil

Vorbereitung des Materials: Die yon den Sch~len und den Xeimen befreitcn Kakaobohnen wurden im Starmix zcrkleincrt, im MSrser rein zerrieben und durch ein Sieb mit 0,4 mm Maschen-

1 CEt~BVLIS, I. : Arch. of Biochem. a. Biophysics 49, 442 (1954). C~uLIS, I. : Arch. ofBiochem, a. Biophysics 58, 406 (1955) ; ref. in dieser Z. 105, 425 (1957).

s Tt~ALEt¢, H.: Diese Z. 105, 73 (1957). POTTERAT, M., u. ]~. ESCH~A~: ~iit~. Lebensmittelunters. Hyg. 45, 312 u. 329 (1954).--

POTTEI~AT, ~V~. : Zucker- u. SiiBwgrenwirgsch. 8, 46 (1955).

26 W. DIEMAIR, L. ACKEI~ und H. LANGE:

weite gedrfickt. Dadurch war die Gleichm~Bigkeit der Probe hinsichtlich der Teilchengr51~e gew~hrleistet, da diese fiir die Reproduzierbarkeit der Extraktion yon Bedeutung ist.

Gewinnung der Extrakte: Die Extr~ktion und Kliirung erfolgt in Anlehnung an die yon POT~ERAT und ESeHMAN~ 1 angegebene Arbeitsweise: 5 g fein zerkleinertes und abgesiebtes Kerngut wurden nach dem Suspendieren in 30 ml Wasser und nach Zugabe yon 0,1 g CaCO3 30 min lang im Wasserbad auf 50--60 ° C erw~trmt, iNaeh dem Abkfihlenlassen auf 20 ° C wurde das urspriing]iche Gewicht durch Zugabe yon Wasser wieder hergestellt. Zur Klarung wurden 5 ml 3,60/0 ige Kaliumeisen(III)-cyanid-L(isung und 5 m] 7,20/0 ige Zinksulfat (ZnSo4 • 7 I-I~O)-LSsung sowie 10 ml 0,1 mNatronlauge zugegeben. Das praktiseh zinkfreie Filtrat mul~ neutral reagieren. hIaeh dem Einengen im Vakuum bei 30 ° C Wasserbadtemperatur wurde der Riickstand mit etwas Wasser aufgenommen und zu 5 ml aufgeffillt.

Quantitative Papierchromatographie: Von diesem Extrakt wurden jeweils 0,01 ml strich- fSrmig auf Papier Sehleicher & Schiill 2043b aufgetragen. Es wurde absteigend mit dem Fliei~- mittel n-Propanol-Xtylacetat-Wasser (7:1:2) gearbeitet. Spiiter wurde mit Butanol-Eisessig- Wasser gearbeitet, da sich herausstellte, d ~ dieses Gemisch die Zucker gleich gut auftrennte. Die L~ufzeit betrug in Anbetraeht der geringen Unterschiede der einzelnen Zucker im Rr-Wert 48 Std. Nach dem Trocknen wurden die Chromatogramme mit einer friseh bereiteten Triphenyltetra- zoliumchlorid (TTC)-LSsung (2%ige wal3rige LSsung-4-n-I~atronlauge im Verh~ltnis l : l )be - sprfiht. Die Bildung des rotfarbenen Formazan erfolgte in einer mit Wasserd~mpf ges~ttigten Atmosphare bei 40 ° C, wofiir etwa 20 min erforderlich waren. Das iiberschiissige TTC wurde unter flieitendem Wasser herausgewaschen, das Chromatogramm mit einem kalten Luftstrom oder durch Stehenlassen an der Luft (ira Dunkeln) getrocknet. Es mul~ dabei rasch gearbeitet werden, um eine Rotf~rbung des Papiers zu vermeiden. Die roten Flecken wurden nach dem Troeknen herausgeschnitten. Der Farbstoff wurde durch dreimaliges Behandeln mit je 3 ml Methanol herausgelSst. Nach dem Auffiillen auf 10 ml mit Methanol wurde die Absorption im Leitz-Kompensationsphotometer in der 2 cm-Cuvette unter Verwendung des Filters 495 gemessen. Fiir die Aufstellung der Eichkurve wurden bekannte Mengen an Glucose und Fructose in der gleichen Weise ehromatographiert und mit TTC behandelt.

Zur qualitativen Papierehromatographie wurde mit Butanol-Eisessig-W~sser als Flie~mittel gearbeitet. Zum Sichtbarmachen wurde Anilinphthalat, dus mit allen Zuekern Flecken gibt und Naphthoresorcin, das nur auf Ketozucker ansprieht, beniitzt. Bei der Identifizierung wurden die reinen Zucker zum Vergleich herangezogen, aul~er bei Stachyose, die nach dem von CERSVLIS angegebenen RrWer t identifiziert wurde.

Die Zuekerbestimmung nach POTTERAT und E s e m ~ A ~ wurde in der yon den beiden Verfassern beschriebenen Weise ~ durchgeffihrt nur mit der Ab~tnderung, da~ naeh der Inversion nicht auf 200 ml, sondern nur auf 50 ml aufgefiillt wurde, um eine fiir die Bestimmung geeignetere Konzen- tration zu haben.

Ergebnisse Die E rgebn i s s e der qualitativen Papierchromatographie

s ammenges t e l l t . W i r h a b c n also die g le ichcn Z u c k e r wie

Tabelle 1. Qualitative Zusammensetzung der 15slichen Kohlen- hydrate im Rohkalcao

Kakao- Glucose Fructose bohnensorte

Bahia Arriba -~ ] -~-

Saccharose ~affinose

+

s ind in der Tab . 1 ZU- CERBULIS u n d THAL~n gefunden , a l le rd ings ge- gen i ibe r den T h a l e r s c h e n V e r s u c h e n U n t e r s c h i e d e insofern, als in a l len drei

Stachyose S o r t e n Glucose u n d

F r u c t o s e in deu t l i che r + - - Menge vo r l agen . S t a c h y -

Spur ose h a b e n wir n u r bei Arriba b e o b a c h t e t . Die

Z u c k e r h a b e n sich in unse r en E x t r a k t e n weiteren y o n CEI~BULIS angegebenen nicht gefunden, da die dafiir notwendige Anreicherung und chromatographische Fraktionierung nicht vorgenommen wurde.

Fiir die quantitative Papierchromatographie ist nach unseren E1~ahrungen dann, wenn Vergleichszucker zur Verfiigung stehen, die Triphenyltetrazolium-Methode am

i I:)OTTERAT, M., U. m. ESC~[MA~N: Zit. S. 25, Anm. 4.

I)ber 15sliche Kohlenhydrate der Kakaobohne beim RSstprozeB 27

besten geeignet. Wir haben uns allerdings bei dieser Best immung auf Glucose und Fructose besehr/~nkt, die neben Saecharose mengenm/tBig im Vordergrund stehen. Bei der quali tat iven Beurteflung nach dem Bespriihen mit TTC mul3 man allerdings beriicksichtigen, dab Fructose bei gleieher Konzent ra t ion einen wesentlich st/trkeren Farbfleeken bildet als Glucose. Infolgedessen lassen sieh bei der quant i ta t iven Best immung im Fall der Fructose noch 10 #g gut erfassen, w/~hrend fiir Glucose die Grenze der Erfal3barkeit etwa bei 20/~g liegt. Die Menge der beiden Zucker war aueh im Hinblick auf die beim R6stvorgang ablaufenden geak t ionen interessant. Gleich- zeitig haben wit aueh die reduzierenden Zueker insgesamt sowie die Saceharose nach POTTERAT und ESCH~A~- bestimmt. I)ieses Verfahren haben wir anderen Zucker- bes t immungsmethoden wegen sei- ner Exakthe i t und guten Repro- duzierbarkeit vorgezogen. Die erhaltenen Werte sind aus der Tab. 2 zu ersehen.

Die als Inver tzucker berech- ~akao- nete Menge an reduzierenden bohnen-

sorte Zuckern s t immt, wie man aus

der Tab. 2 ersieht - - mit Aus- nahme des bei Arriba erhaltenen Wertes - - gut mit dcr Summe Accra der papierchromatographisch er- Arriba mit tel ten Glucose- und Fructose- Bahia Werte fiberein. Wie nach dem

Tabelle 2. Gehalt verschiedener Kakaobohnensorten an Fructose, Glucose und Saccharose

Glucose Fructose derSUmmereduz. - - ~ - -

papierchromatographisch . . . . Zuckerinvert.zuekeralS ~Saccharose

~o in % nach POTTERAT 11. ]~SCI][~IANN in

% %

0,50 0,53 0,40

0,78 0,58 0,40

1,16 0,83 0,82

0 1,9 0

quali tat iven Papie rchromatogramm zu erwarten, wurde bei Accra und Bahia keine Saccharose, bei Arriba dagegcn 1,9% festgestellt.

Es kann nach diesen Ergebnissen kein Zweifel bestehen, dab die in Auszfigen aus Kakaomassen und dunklen (d. h. milchfreien) Schokoladen mit Fehlingschen und /ihnlichen LSsungen erhaltencn l~eduktionswerte auf reduzierende Zucker, und zwar iiberwiegend auf Glucose und Fructose zurfickgehen. Sic sind bei den Untersuchun- gen yon TttALEt~ sicher, wie er ja auch schon vermutete, bei der Bleif/i]lung, die ja bekanntl ich etwas Zucker mitf/~llt 1, verlorengegangen.

Veriinderungen im Gehalt an reduzierenden Zuckern beim RSstprozefl Die rohen Kakaobohnen wurden im Sirocco-RSster 30 rain bei 140 ° C ger5stet. Nach dem

Abtrennen der Sehalen und Keime wurden die Extrakte in der gleichen Weise, wie oben beschrie- ben, hergestellt und auf ihre Zusammensetzung hin untersucht.

Tabelle 3. Veriinderungen im Gehalt reduzierender Zucker in Kakaobohnen w~ihrencl des R6stprozefies

Summe der reduz. ' Zucker als Invertzucker Saccharose

nach POTTERAT U. ]~SCH:gANN

Glucose Fructose

Kakao- papierchromatographisch bohnensorte roh gerOstet roh gerOstet roh gerSste~ % % % % % %

Accra 0,50 <0,202 0,78 0,36 1,16 0,61 0 Arriba 0,53 <0.203 0,58 0,30 0,83 0,67 1,9 Bahia 0,40 <01202 0,40 0,25 0,82 i 0,52 o

1 HADO~, H., u. R. Ju~a~:v~z: Mitt. Lebensmittelunters. t{yg. 41, 430 (1950).

roh gerSstet

% %

0 2,0 0

2 Die Flecken waren noch ganz schwach erkennbar, eine quantitative Auswertung war aber nicht mehr m5glich.

28 B.A.J . SEDLACEK:

Die Gegeniiberstellung der bei rohen und gerSsteten Bohnen erhMtenen Werte (vgl. Tab. 3) zeigt deut]ich die Vergnderungen, die sich beim I~SstprozeB abspie]en. Die Glucosewerte sinken bei allen untersuchten Sorten unter die ErfaSbarkeitsgrenze. Die gcnaue quantitat ive Erfassung der Glucose scheiterte an der geringen Empfind- liehkeit des TTC-Reagenses gegeniiber Glucose im Vergleich zur Fructose. Die Glucose ist jedoch - - naeh der eben noeh erkennbaren F//rbung des Fleckens zu urteilen - - nicht ganz verschwundcn, ]iegt aber mit Sicherheit unter 0,20~o. Die Fructose erleidet ebenfMls einen starken Verlust, die Werte sinken Mlerdings nicht so stark ab wie die GlucosegehMte. Die aus den Mehrfachbestimmungen - - in der Tab. 3 sind imr die Mittelwerte angegeben - - sich errechnende Streuung betrggt in Ubereinstimmung mit den auch sonst mit der TTC-Methode gemachten Erfahrungen ~_5~o relativ. Die festgestellten Unterschiede im GehMt an Glucose und Fructose vor und nach dem RSsten ]iegen daher auBerhMb des Zufa]]bereichs und sind daher Ms statistisch gesichert anzusehen.

Der Verlust an reduzierenden Zuckern wird auch durch deren Bestimmung nach der Methode yon POTT~AT und ESCH~A~N, die mit groger Schgrfe die Zucker zu erfassen erlaubt, bestgtigt. Die Saccharose wird, wie zu erwarten, yon diesen Vor- ggngen nicht betroffen. Die naheliegende Vermutung, dab die reduzierenden Zueker auf dem Wege der MMllard-Reaktion umgesetzt werden, hat sich dutch die Fest- ste]lung beweisen ]assen, dal~ auch die freien Aminosguren betrgchtlich zuriickgehen (papierchromatographisch und nach VAn SLYKE bestimmt) und durch den Nachweis yon Furfurol. Uber diese Untersuchungen wird spgter ausf/ihrlicher berichtet werden.

Zusammen/assung

In Kakaobohnen der Sorten Accra, Arriba und Bahia wurden die 15sliehen Kohlenhydrate papierchromatographisch getrennt und bestimmt. Glucose und Fruc- tose maehen den t tauptantei l der reduzierenden Zucker aus, Raffinose und Stachyose wurden nur in geringer Menge und nieht bM allen Sorten gefunden. Saecharose wurde nur in Arriba-Bohnen festgestellt, und zwar mit 1,9°/o . W/~hrend des t~Sstprozesses ging bei allen untersuchten Sorten ein erheblicher Anteil an Glucose und Fructose verloren.

Beurteilung der Walnufikerne durch objektive Ranzigkeit-Methoden

Yon

B. A. J. SEDIu/~EK

Unter experimenteller Mit~rbeit von R. l~YMSr und A. T I c ~

Mitteilung aus der Abteilung der Lebensmittelhygiene des Hygiene-Institutes in Prag

(Eingegangen ant 27. Mai 1957)

Wghrend der ]angfristigen Lagerung //ndern die WMnugkerne ihre organolep- gisehen Eigensehaften. Zuerst erscheint ein sehr schwach bitterlicher Beigeschmack, der zuweilen in eine ausgesproehene Bitterkeit iibergeht. Nach weiterer Lagerung zeigen die Fettanteile der Kerne allm/thlich erh6hte Ranzigkeit. Unseres Eraehtens ist die aussehliel31iehe Beurteilung der Qualit/~t von WMnuBkernen durch Gesehmaeks-