[Zeitschr. f. Untersuehung 306 T. C h r z a s z c z , td. ~qahr.- u. Genut~mittel.

Die Bestimmung der St~irke nach der )|alzmethode. Von

T. Chrzaszez .

M i t t e i l u n g aus dem I n s t i t u ~ fiir l a n d w i r t s e h a f t i i e h e T e c h n o l o g i e der U n i v e r s i t ~ t Posen.

[Emgegangen am 25. September 1924.]

Unsere Untersuchungen fiber die Amylase ~) zeigen, dal~ die St/irkebestimmungea nach der Malzmethode einer Nachprfifung ben5tigen. Die bests und fast allgemeir~ angewendete St/irkebestimmungsmethode ist die yon C. I. L i n t n e r 2 ) , welche eigent- ]ich sine Kombination der S~iuremethode nach R e i n k e mit der Malzmethode yon M i i r c k e r ist a).

Nach der Methode yon Re i n k s nimmt man 3 g feingemahlene Siarkesubstanz, versetzt mit 25 ccm 1 °/o-iger MiIchsaure und 30 ccm Wasser oder 5 ccm 1 °/o-iger Weinsaure und 50 ccm Wasser und stellt die KSlbchen bei 31/2 Atmospharen 2L/~ Stunden in den Autoklavea. Danach wird der Inhalt in eiuen 250 ccm fassenden Met~kolben gebracht; 200 ecru werden abfiltriert, mit 15 cem Salzsaure veto spez. Gow. 1,125 wrsetzt und im Wasserbade 2~/2 S~unde invertier~. Naeh Abktlhlung und Neutralisierung wird in einem Met~kolben auf 500 cem verdtinnt und der Zueker bestlmmt.

Die Methods yon M a r c k e r beruht darauf, da~ man 3 g feingemahlene Substanz mi~ 100 ecru Wasser versetzt, ~/2 St.unde kocht, auf 65 o abkfihlt und 10 ccm 10°/o-igen Malzauszug zugibt, den man durch 2 sttindlges Sehtitteln und Klarfiltrieren gewinnt, darauf 2 Stunden bei 650 einwirken lhJ~t, nochmals 1/2 Stands koeht, dann auf 650 abktihlt, abermals 10 cem 10°/o-igen Malzauszug zusetzt und bei dieser Temperatur eine weitere z/~ Stunde einwirken l~fit. Unter- sueht man nachher die Sta~ke mi~tels Jods auf ihre Verzuckerung und ist diese noch nieht beendet, so wird das Aufkochen und das Zusetzen des Ma|zauszugos wiederholt. 1st die Ver- zuckecung beende~, so kiihlt man ab, giel~ den :[nbalt in einen 250 ccm fassenden Me~kolben, filtriert davon 200 ecru Fltissigkeit ab und inve~tiert wie oben. Autierdem wird der Zucker aueh im Malzauszuge bestimmt.

Nach L In t n e r mmmt man ebenfalls 3 g feingemahlenes Getreide, versetzt mit 50 ccm Wasser und verkleistert im kochenden Wasserbade, kfihlt auf 70 o ab, setzt 20 ccm 10°/o-igen Malzauszug (bereitet wie oben) hinzu and halt unter sta~dlgem Mischen 20 Minuten bei dieser Temperatur. Dann gibt man 5 ccm ] °/o-ige Weinsaure hinzu und erhitzt bei 3 Atmospharen ~/~ Stunde. Danach ktihlt man auf 700 ab, setzt welters I0 cem Ma]zauszug hmzu und lfiii~ noch- mals bei derselben Temperatur solange einwirken, bis die Starke verzuckert mr, was mittels Jodreaktion festgestellt wwd. Welter verfahrt man wie bei der Methods yon M/ircker.

Der Zusatz yon Weins:,iuJe 1st nach M i i r c k e r notwendig, nm den hier ents~ehe~den Zucker beim Kochen unter Druck nicht zu vernichten. Trotzdem L i n t n e r von der Rmhtigkeit dieser Anschauung nicht iiberzeugt ist, verwendet er bei sviner Methode auch Weins~iure.

Die L i n t n e r ' s c h e n Untersuchungen zeigen, dal~ die beiden ersten Methoden keine richtigen Ergebnisse liefern. Die Methods nach R e i n k e gibt zu hohe, die nach M i ~ r c k e r dagegen zu niedrige Resultate. Das veranlal~te L i n t n e r sine St~rke- methods auszuarbeiten, die obige M/ingel beseitigen sollte.

Unsere Untersuchungen fiber die Amylase und insbesondere fiber ihre dextrinierende Kraft zeigten, daI~ ihre Wirkung yon einer Reihe yon Bedingungen abh~ngig ist. Einen grol~en Einfluf~ fibt hier der Grad der St~irkeverkleisterung und die Dickflfissig- keit des St/irkekleisters aus. Je besser die Siiirke verkleistert ist, urn so mehr schfitzt sie die Amylase, die dann glatt und schnell den dextrinierenden ProzeI~ durchffihrt. Zur Verkleisterung kleiner Stiirkemenge geniigt sine Kochdauer von 10 Minuten im Salz-

~) Biochem. Zeitsehr. 1924, 150, 60. "~) Zeitschr. angew. Chem. 1898, 11, 726. ~) M a r c k e r , Handbuch der Spiritusindustrie 1898.

48. Band . ] Stlirkebestimmung naeh der Malzmethode. 307 O k t o b e r 1924 ]

bade (etwa 106°). Bei feingemahlenen St/irkesubstanzen genfigt auch ein 10 Minuten langes Kochen, bei grobgemahlenen dagegen ist das Koehen im Salzbade zum Aufsehliegen der grSberen Partikelchen nicht ausreichend; man mug eine hShere Temperatur und zwar unter Druck verwenden, was die folgenden Untersuchungen beweisen.

Mais wurde mit einer gewShnlichen Laboratoriumsmfihle gemahlen und je 3 g in eine Reihe yon KSlbchen verteilt und mit je 100 ccm Wasser versetzt, 10 Minuten im kochenden Salzbade verkleistert und im Autoklaven 1/2 Stunde bei verschiedenem Atmosphiirendruck gehalten. Danach wurde auf 70 o abgekfihlt, mit 30 ccm 10°/o-igem Malzauszug versetzt und im Wasserbade bei 650 verzuekert.

M a i s s e h r o t , verkleister~, dann ~ S~unde bei versehiedenem Druek gekoeht, nach Zusatz yon 30 eem 10 %-igem Malzauszug verzuckert bei 65 °.

Die e r h a l t e n e n J o d r e a k t i o n e n waren folgende:

Naeh Minu-

ten

15

30

Fliissig- keit

Flttssig- 45 keit

3odensat

Fltissig- 60 keit

3odensat

Fltissig- 75 keit

Bodensat

120 Bodensat

180

Ohne Druek

blau

violett

violettbraun

violettblau

sehmutziggelb

1 Arm.

violett

rot

schmutziggelb

violettblau

gelb

Gekocht bel elnem Druek yon 2 Arm.

violettbraun

sehmutzigge]b

gelb

dunkle Teilehen

gelb

3 Atm.

noch etwas dunkle Teilehen

rot

besser

gelb

dunkle Teileh.

gelb

gelb

4 Atm.

schmutzig- gelb

gelb

gelb

gelb

he]lgelb

violettblau violettblau dunkle Teilchen hellgelb

gelb gelb gelb hellgelb

violettblau violetfib]au dunkle Teilehen gelb - -

dunkelviolett violett desgl. - - - -

dunkelviolet~ violett ]

Diese Untersuehungen weisen darauf bin, dsl~,, je besser die Sfftrkesubstanz auf- geschlossen ist, d. h. je hSherer AtmosphSxendruck angewendet wird, desto raseher die Verzuckerung eintritt. Ist die Substanz ganz fein gemahlen, so ist die Auf- sehliel~ung sogar ohne Druck zu erreichen. Zur Feststellung der Verzuckerung mug aueh der Bodensatz der Jodreaktion unterworfen werden.

Neben der Verkleisterung iibt auf die Verzuckerung ferner die Wasserstoffionen- konzentration einen Einflug aus. Die giinstigste verzuckernde Wirkung der Amylase ist naehL. A d l e r 1) beiP~I = 4,87, nach C. S h e r m a n , W . T h o m a s und C. B a l d w i n s ) bei P r I = 4,4--4,5, nach H. v. E u l e r und O. S w a n b e r g 3) Pa~----5, nach A. H a h n 4)

1) Biochem. Zeitschr. 1916, 77, 146. ~) Journ. Amene. Chem. Soc. 1919, 41, 231. 3) Wochensehr. f. Brauerei 1921, 88, I l l . ~) Zeitschr. f. Biologie 1922, 7t, 217.

3 0 8 T. C h r z a s z c z , [Zeitschr. f. Untersuchung [d. Nahr.- u. Genu~mitteL

P n = 4 , 7 - - 4 , 9 , nach H. L u e r s und W. W a s m u n d 1) P r l - - 4 , 9 und naeh E. E r n - s t r S m ~) P H i 5 , 1 7 .

Die dextrinierende Wirkung verl/iuft nach L. A d l e r am besten bei P~ ~ 4,83, nach unseren Beobachtungen bei 400 fast gleieh bei PH ~ 4 , 7 5 - - 5 , 2 8 .

Aus dieser Zusammenstellung geht hervor, d a b d i e g i i n s t i g s t e W i r k u n g d e r A m y l a s e be i e i n e r W a s s e r s t o f f z a h l P~ = e t w a 5, j e d o c h n i c h t h 6 h e r a l s be i P~ ~ 5,3 v e r l ~ i u f t .

Die Wasserstoffionenkonzentration der Stiirkekleister liegt meistens oberhalb PH ~--- 6, und diese Wasserstoffzahl der St/irke enthaltenden Substanzen, und besonders die der gekochten Getreidearten, entsprieht P H = 5,8--6,5. Wir sehen daraus, dal~ man, um eine giinstige verzuckernde bezw. dextrinierende Wirkung zu erzielen, die lonenkonzentration dementspreehend verschieben muf~. Diese Versehiebung kann man mittels beliebiger Puffergemische, z. B. Essigs~iure-Aeetat oder durch Zusatz ent- spreehender Menge von S/iuren, wie Sehwefel- oder Weins~iure, hervorrufen. Zu diesem Zwecke haben wir zur Verzuckerung wie oben Weizen- und Maismehl vorbereitet, zu denen einerseits Schwefel- andererseits Weinsfiure zugesetzt wurde.

W e i z e n m e h l M a i s m e h l Yerkleistert, dann 1/2 Stunde bei 3 Arm. gekoch~, verzuckert mit 30 ccm 10%-igem

Malzauszug bei 650 und Zusatz von

0,1 N.-Schwefels~ure 1%-iger Weinsi~ure

ccm in Minuten

0 115 1 7O 2 60 3 80 4 140 5 180 nicht

ccm in Minuten

0 115 1 80 2 6O 3 65 4 135 5 180 nicht

0,1N. Schwefelsaare l~o-iger Weins~ure ccm in Minuten ccm in Minuten

90 70 55 65

120 180 nicht

90 65 60 75

125 180 nicht

Diese Tabelle zeigt uns, dal~ die Verwendung yon 5 ccm l°/o-iger Weins/iure, welch~ bei der ¥erzuckerung der Starkeprodukte gebraucht wird, unrichtig ist. Die Alkalit~it der verzuckernden Substanz mul~, wie schon oben gesagt, einer Wasserstoff- ionenkonzentration yon P H - - e t w a 5 entsprechen, was wir dureh Zusatz von 2- -2 ,2 ccm 0,1 N.-Sehwefelsiiure oder 1 1/2--2 cem l°]o-iger Weins/iure erhalten.

Weiter erhebt sich nun die Frage, ob m a n d i e s e S i i u r e v o r o d e r n a e h d e m K o c h e n im A u t o k l a v e n z u s e t z e n sol l . Diesbezfigliehe Untersuchungen zeigen in dieser ttinsicht eigentlich keine deutlichen Unterschiede.

Es sei noch darauf hingewiesen, dal~ die Verzuckerung bei richtiger Wasser- stoffionenkonzentration bis zur hellgelben Jodreaktion verl~iuft, w~thrend sic ohne Siiurezusatz nur bis zu einer schmutziggelben Farbe zu erreichen ist.

Als weiterer Faktor ffir die Verzuckerung wirkt hier das M a s s e n v e r h a l t n i s d e r A m y l a s e zu r S t ~ r k e . Nach unseren Untersuehungen 8) geht die Dextrinie- rung der St~rke um so schneller und bei einer um so h6heren Temperatur vor sich,

1) Fermentforschung 1922, 5, Nr. 8. 2) Biochem. Zeitschr. 1928, 141, 40. 8) Biochem. Zeitschr. 1924, 150, 60.

48. Band. 1 Stitrkebestimmung naeh der Malzmethode. 309 Oktober 1924.J

je mehr Amylase im Verhiiltnis zur St~irke in der LSsung ist. Bei kleiner Amylase- menge mul~ man zur Verzuekerung eine niedrlgere Temperatur verwenden, aber gleich- zeitig verl~ngert sich dadurch die Zeitdauer der Dextrinierung sehr stark. Dasselbe l inden wir bei der Verzuckerung der Sti~rke bei den versehiedenen St~rkeprodukten, was aus den beiden fo]genden Tabellen ersichtlieh ist:

3 g Roggenmehl verkleistert, mit 2 cem 0,1 n-H~SO~ versetzt, ½ Stunde bei 8 Arm. gekocht und his zur gelben Jodreaktion verzuckert.

Zusatz yon T e m p e r a t u r e n 10 %-igem

Malzauszug 600 65o 700 750

10 ecru 20 , 30 , 40 ,

180 Minuten 90 , 5¢ 43 ,

210 Minuten 60 48 , 39

270 Minuten 98 44: , 36 ,

360 Minuten violett 153 , gelb 50 , 52 ,

J o d r e a k t i o n e n . 3 g Maismehl verkleistert, mit 2 ccm 0,1 n-H~SO~ versetzt, ~ Stunde bei 3 Arm.

gekocht bei Zusatz yon 30 eem 10 %-igem Malzauszug.

Yer- Verzuekerung bei zuckerungs-

dauer 550 600 650 700

30 Minuten 45 , 60 , 75 , 90 ,

blau violett

violettbraun braungelb

gelb

violettbraun braungelb

schmutziggelb gelb

hellgelb

violettbraun schmutziggelb

gelb hel[gelb hellgelb

schmutziggelb gelb

hellgolb he|lgelb hellgelb

Daraus geht hervor, daI~ zur Verzuckerung der StBrke yon 3 g Getreidemehl zweekmiiflig 30 ccm 10°/o-iger Malzauszug verwendet werden, den man durch ein- stfindiges Schtitteln und Klarfi l tr ieren erhiilt. Die Verzuckerungstemperatur soil 65 bis 70 ~ sein. Is t der Malzauszug schw~cher, so mul~ man mehr davon nehmen, oder die Verzuckerung bei einer niedrigen Temperatur ausfiihren; der ProzeI~ dauert aber dann viel li~nger.

Zur genauen F e s t s t e l l u n g d e r V e r z u c k e r u n g genfigt die Tfipfelmethode allein nicht, man mul~ die Flfissigkeit mit Bodensatz in ein Reagensglas giei~en und bei Verwendung yon Jod im ~berschu~ Ieststellen, ob dunkle Teilchen vorhanden sind. I s t die Probe vollstiindig hellgelb, so ist die Verzuckerung beendet. Zur weiteren Untersuchung nimmt man den zweiten Kolben und giel~t den Inhal t in einen Mel~kolben yon 250 ccm hinein; 200 ccm werden davon abfiltriert und in einem 500-ccm-Kolben mit Sa]zsiiure versetzt und invertiert.

Bei den vorher angegebenen Methoden l inden wir, dal~ beim Invertieren 15 ccm Salzs~ure vom spez. Gew. 1,125 bei einer Kochdauer im Wasserbade yon 2 I /2 - -3 Stunden angewendet werden; die Flfissigkeit zeigt dann nach dem Invert ieren eine rotgelbe Farbe, was auf irgendwelche Zersetzungen zurfickzu~fihren sein dfirfte.

Die Untersuchungen fiber die S~iuremenge und die Zeit der Inversion zeigen, daI~ die oben erw~hnte lange Kochdauer nut bei ungenfigend verzuckernder Sti~rke

N. ~4. 21

310 T. C h r z a s z e z St~irkebestimmung nach der Malzmeth ode. I-Zeitschr. f. Untersuchung ' Id . N a h r . - u . G e n u g m i t t e l .

notwendig ist; ist die Dextrinierung dagegen gut - - gelbe Jodreaktion - - ~o ist eiI~ allzulanges Invertieren sogar schiidlich.

B e i m I n v e r t i e r e n mi t 10 cem S a l z s h u r e ve to spez . Gew. 1,125 wurden an Zueker naeh B e r t r a n d ' s Methode erhalten:

Inversions-Dauer: 1 2 3 S~unden KMn0~-Verbrauch : 15,85 15,80 15,80 ccm.

Das beweist, dag die Inversion mit 10 ccm Salzs~ure und einer Kochdauer yon 1--11/2 Stunden vollstandig ausreichend ist.

Der Einflug des G r a d e s d e r V e r m a h l u n g bei Anwendung verschiedenen Druckes zur Aufschliegung der Sfftrke geht aus folgenden Zahlen hervor: Er wurden gefunden :

Verkleistsrt -~- Siiure Mais Stunde unter Druck gekocht grobvermahlea feingemahlen

bei 1 Atmosphere 61,75% St~irke 62,55% Stiirke , 2 , 62,30 , ~ 62,74, , , 3 , 62,68 ~ , 62,70 ~ ,

4 , 62,70 ~ ~ 6 2 , 6 5 , ,

Wir sehen also, dag sogar grobgemahlene Stoffe, penn sie gut unter Druck aufgeschlossen sind, glatt verzuckert werden und gleiche Ergebnisse liefern wie fein- gemahlene Stoffe.

Z u s a m m e n f a s s u n g .

Auf Grund unserer Untersuchungen ist die Bestimmung der Stiirke in sti~rke- haltigen Stoffen in folgender Weise auszuffihren:

1. V e r m a h l u n g : Die st~irkehaltigen Stoffe sollen m6gIichst rein vermahlen werden, well dann die Substanz nicht bei so hoher Temperatur gekoeht zu werden braucht. Um grobgemahlene Stoffe gut aufzuschlie~en, mfissen sie bei 3 - - 4 Atmo- sph~iren Druck erhitzt werden.

2. V e r k l e i s t e r u n g : Die Substanz wird in 2 Portionen yon je 3 g abge~ogen, in 250 cem fassende KSlbchen hineingeschfittet und mit je 100 ccm Wasser vermengt. Unter schwaehem Umschiitteln wird 10 Minuten im koehenden Salzbade (etwa 106 °) verkleistert, dann werden 2 ccm 1/lo N.-Schwefels~ure oder ein anderes Puffergemisch hinzugetan, damit der S/iuregrad PH = e t w a 5 entspricht, worauf die Kolben sehnell in den Autoklaven hineingestellt und I/2 Stunde darin gehalten werden. Gew6hnlich stellt man den Dampfdruek auf 3 Atmosph/iren ein, bei grobgemahlenen Substanzen auf 4 Atmosphfi, ren, bei feingemahlenen S~offen, besonders wenn sie noch Zucker enthalten, auf I /2--2 Atmosph~iren; bei feingemahlenen Stoffen gesehieht die Auf- sehliel~ung sogar auch ohne Druck.

3. V e r z u c k e r u n g: Nach Herausnahme der Kolben aus dem Autoklaven kiihlt man ihren Inhal t auf 700 ab, gibt 30 ecru 10°/o-igen Malzauszug hinzu und verzuckert dann im Wasserbade bei 65--700 solange, bis die Fliissigkeit mit Bodensatz bei der Jodreaktion eine hellgelbe Farbe zeigt. GewShnlich dauert die Verzuckerung 30 bis 60 Minuten. Den Malzauszug erhMt man dutch 1-stiindiges Schtitteln; er wird dann bis zum Klarwerden filtriert, Der Kolben, den man zur Jodbestimmung genommen hat, wird abgestellt und zur weiteren Untersuchung der zweite Kolben verwendet. Naeh

48. Band. ] Oktober 192~.J A. Schwicker , Mangangehalt der Mehle. 311

Abkfihlung des Inhalts wird dieser in einem 250 eem fassenden Mel~kolben aufgeffillt und davon werden 200 ccm abfiltriert.

4. I n v e r s i o n : 200 ccm des Filtrats werden in einen 500 ccm-Kolben mit 10 ccm Salzs~iure (spez. Gew. 1,125) versetzg und im Wasserbade 1--11/2 Stunde gekocht. Dann mit Natronlauge neutralisiert, abgekfihlt, auf 500 ccm aufgeffillt und der Zueker bestimmt.

Gleichzeitig werden 50 cem Malzauszug in einen 250 cem-Kolben auf 200 ccm verdfinnt und, wie vorher angegeben, 1 Stunde invertiert. Nach Neutralisierung, Ab- kiihlung und Auffiillung auf 250 ecm wird die Zuckermenge bestimmt, welche von dem oben erhaltenen Ergebnisse in Abrechnung zu bringen ist.

5. S c h l u l 3 f o l g e r u n g : Im Vergleich zu anderen Stfirkebestimmungen gibt die vorgeschlagene Methode einen sicheren Arbeitsgang und liefert genauere Ergebnisse.

Ausmahlungsgrad und Mangangehalt der Weizen- und Roggenmehle.

Von

Dr. Alfred Sehwicker .

Mi t te i iung aus dem Kgl. Unga r i s chen La n d e sc h e mi sc h e n I n s t i t u t in Budapest .

[Eingegangen am 27. September 1924.]

LSst man die vorschriftsm~ii~ig hergestellte, weil~gebrannte (somit fast chlorid- ~reie) Asche eines Getreidemahlproduktes in 5 ccm verdiinnter (10°]o.iger) Salpeter- s~ure und bringt nach mfil~igem ErwSrmen die erhaltene (bei Vorhandensein unlSs- licher Teilchen filtrierte)LSsung, auf etwa 50 cem verdfinnt, quantitativ in ein KSl'b- chen, so erhii|t man nach Zusatz yon 1--2 Tropfen einer'1/loo N-SilbernitratlSsung und etwa 0,5 g Kaliumpersulfat bei beginnendem Koehen je nach dem Feinheitsgrade des veraschten Mehles eine rosa- bis rotfarbige PermanganatlSsung. Es ist das die bekannte Mar sha l l ' s che Probe zum •aehweis yon Mangan.

Der Permanganat- bezw. Mangangehalt der so bereiteten L5sung liigt sich wie iiblieh kolorimetrisch oder aber nach Zerst6rung des Persulfats (einstfindiges Kochen) jodometrisch bestimmen.

Ieh habe eine gro~e Anzahl yon Mahlprodukten auf ihren Mangangehalt gepriift und verSffentliehe in dieser vorl~iufigen Mitteilung die Ergebnisse yon Versuchsreihen, die an Mehltypen ungarischer Vermahlungsart erhalten wurden.

Verascht wurden stets 5 g Substanz; die Asche wurde gewogen und in der oben beschriebenen Weise behandelt, die persulfatfreie PermanganatlSsung (etwa 50 ccm) wurde mit etwas Kaliumjodid versetzt und das ausgeschiedene Jod mit 1/10oo ~ . - K a l i u m b i s u i f i t l S s u n g titriert; mit dieser LSsung ist die Jodstiirke-Ent- f~irbung sch~irfer als bei Verwendung von 2/looo N.-ThiosulfatlSsung.

In der folgenden ~bersicht bedeuten A die Aschenzahlen (°/o), M die ,,Mangan- zahlen", d.i. die ccm 1/lO0O ~.-PermanganatlSsung (oder des verbrauchten Sulfits) in der oxydierteu Aschenl5sung yon 5 g Mehl.

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