Z e i t s c h r i f t fttr

Untersuchung der Lebensmittel

Heft 6. Jun i 1943 85. Band i

Ober die Bestimmung des Fettes in Nihrhefen. Von

J. Grollield und Hildegard Hell.

Mittei lung aus der PreuBischen L a n d e s a n s t M t ffir Lebensmi t te l - , Arzne imi t te l und ger ieht l iche Chemie in Ber l in-Char lo t tenburg .

(Eingegangen am 1~. November 1942.)

N~hr_hefen kommen neuerdings in zunehmendem Umfang in den Verkehr, naehdem man ihren hohen Weft als Spender der Vitamine der B-Gruppe erkannt hat. Hierdureh kSnnen die Nghrhefen ohne Zweifel als wertvolle Ergiinzungsnahrungsmittel ffir unsere Nahrung g elten. Diesem steht Mlerdings entgegen, dal] die Hefezelle aul~er0rdentlieh reich ist an Purinstoffen, die sich im Organismus mehr oder weniger in Harnsgnre nm- setzen and dadurch Gieht nnd S~einleiden verursachen kSnnen. MSglich ist, dM3 die Hefeverwertung sich damn entwickeln wird, dab man dutch Aufsehliel]ungsverfahren zu einer Abtrennung der Purinstoffe unter Erhaltung der fibrigen wertvollen Inhalts- stoffe gelangen wird. Bei derartigen Trennungsversuchen st6/~t man nun auf weitere Bestandteile der Nghrhefen, auf die man besonders neuerdings in erh6htem Mate auf- merksam geworden ist, ngmlich auf die fettartigen Stoffe.

So haben K. Dirr und 1%. Soden 1 die gtherl6slichen Lipoide v0n Wuchshefen einer ein- gehenderen Untersuchung unterworfen. Dirt und Soden stellten dabei lest, dab die Extraktion mit Ather im Soxhlet-Apparat selbst nach 3 Wochen langer Behandlung nieht alle Lipoide in LSsung gebracht hatte; sie schlossen daher die Trockenhefe mit w~sserigem Alk0hol aul, entfernten den Alkohol und zogen nun den Rfiekstand mit _~ther oder Petroli~ther aus. Nun er- g~b sieh das Merkwiirdige, dal~ der Auszug nieht etwa aus Fett, sondern zu 60--80 % aus Phospha- tiden bestand. So wurden ~us Berginhefe arm~hernd 4,5% tier Troekenmasse an ,,Lecithin" erhalten. Bei diesen hohen Phosphatidgehalten kgmen tIefen also als Rohstoff ffir die technische Lecithingewinnung in Frage. Daneben fanden Dirr und Soden Ms unverseifbaren Stoff noeh Ergosterin, aber kein Cholesterin.

1. Ve r s uche fiber F e t t b e s t i m m n n g .

Wit haben nun mit einigen Pr0ben Handelsn~hrhefe einige Versuehe angestellt, um zu einem einfachen Yerfahren zun~ehst zur Besti.mmung des Fettgehaltes zu ge- langen. F f i r diesen Zweek wurden folgende Verfahren vergleichend geprfift: �9

1. Bestimmung des freien Fettes dutch 10 Minuten langes Kochen am Rfickflul) mit Benzin nach J. Grol~feld~.

2. Aur mit Salzs~ure. Hierzu wurde 1 g der N~hrbefe unter Zusatz yon 2 ecru Wasser mit 10 ecru 25proz. Salzsgnre wie bei der Fettbestimmung in Kgse

1 Bioohem. Z. 812, 263 (1942). 2 Diese Z. 83, 322 (1942). :Lebensmittel, Bd. 85. 3 2

498 J. GroBfe ld und H i l d e g a r d IteB : [zeitschr. f. Untersuchung [ der Lebensmittel

nach GroBfe ld und A. Ze isse t I behandelt, wobei sehliel~lieh der AnfsehluB mit 20 ecru Tetrachlorkohlenstoff gekoeht un d mit 30 Gem Benzin gesehiittelt wurde.

3. A'ufschlu~verfahren mit Salzsgure wie bei 2., doeh wurde am SehluB start mit Benzin mit einem wassergesgttigten Benzin'gthergemisch unter Znsatz yon 2 ccm Alkohol gesehfittelt.

4. Extraktionsverfahren mit Alkohol-Benzol zur Bestimmung des Gesamtfettes (Fett d- Phosphatide) naeh GroBfe ld ~.

5. Das gleiche Verfahren, aber mit Hydrolyse des FettphosphatidgemisGhes.

Diese Versuche lieferten folgendes Ergebnis:

Nr. Bezeiehnung Wasser Freies Fett

% %

1 N~hrhefeflocken. 8,44 t,54 2 5I~hrhefe . . . . 8,43 1,05 3 Vitamin-ttefeflocken... 8,47 1,76 4 Vitamin-Edelhefeflocken . 8,60 0,88 5 . Nahrhefeflocken. . . . . 8,24 1,09

Mittewerte 8,44 ] 1,26

In der Trockensubstanz

Aufschlufi mit He1 Alkohol-Benzol

$,ther Benzin +Benzi n

% %

7,05 8,90 10,1l 10,98 7,70 8,47 5,25 6,38 5,88 7,33 7~0 8~41

ohne mit Hydrolyse :Hydrolyse

% %

2,72 2,07 1,85 1,58 - - 2,07

1 , 4 6

- - 1,62 1,76

Aus dieser vergleiehenden Untersuehung geht folgendes hervor: Dutch einfache Extraktion mit Benzin wird nnr ungef/ihr Bin Ffinftel des vorhan-

denen Gesamtfettes abgetrennt. Der Auszng mit Alkohol-Benzol liefert zwar etwas hShe~e Ausbeute, abet auch nut einen Bruehteil, de~ bei der Hydrolyse mit Salzss betrs Mengen anorganischer Bestandteile abspaltet. Wesentlich anders wird das Ergebnis, wenn die ttefe zuvor mit Salzs/~ure behandelt wurde. Dann findet man mit Xther-Benzin nicht weniger als 6,38--10,98, im Mittel 8,41% Fett, mit Benzin allein noeh fast 86% dieses Wertes. Interessant ist besonders, dab anch das Alkohol-Benzol- verfahren bei Here versagt. Dies ist somit der erste Fall, bei dem das Alkohol-Benzol- verfahren nicht anwendbar ist. Ein Versuch mit ttefe Nr. 2 nach dem Yerfahren yon A. S e h l o e m e r und K. R a n c h s ergab nut 1,2% Fett in der Trockensubstanz.

Fragen wit nns naeh einer Erkl/~rung ffir dies merkwtirdige Ve~halten der Here gegen- fiber Fettbestimmungsverfahren, so denken wir in erster Linie an den Baude r Hefe- zelle. Bekanntlich ist diese yon einer dfinnen, offenbar ffir FettlSsungsmittel nut wenig durehl~ssigen Wand yon Pilzcellulose umgeben. Diese Wand wird abet yon Salzsgure leicht gelSst und der Inhalt tier ZGlle freigelegt. KoGht man jetzt mit Tetrachlorkohlen- stoff, so geht tier fGttige Anteil leicht in diesen tiber und kann dann bestimmt werden. Merkwfirdig ist noGh, dab bei Anwendung yon Benzin stat~ yon Xther-Benzin eine ge- ringere Ausbeute erhalten wird. Vielleicht liegt digs daran, dab das HefefGtt nach Hydro- lyse mit Salzsgure in Petrolgther schwer 15sliche 8toffe (Oxyfettsguren ?) enthttlt. Ebenso- gut ist abet auch mSglich, dab dutch noch unbekannte StSrungen beim Ausschfitteln Benzin die kolloiden Gebilde (Zwisehenschichten) in dem Gemisch nicht so gut fiber- winder wie Xther-Benzin. Jedenfalls liegt allein in dem VeHahren mit Xther-Benzin vor- l~ufig der Weg vor, nach dem man die gr{Sl~te Fettausbeute erh~tlt.

Wenn unsere Annahme riehtig ist, daft dig Zellwand de r t t e fe den {3bergang der

1 Diese Z. 84, 193 (1942). = Diese Z. 88, 322 (1942). 9 Diese Z. 88, 289 (1942).

as. Band 1 Best immung des FetSes fiir N~hrhefen. 499 Juni i943J

Hefelipoide in FettlSsungsrnittel Verhindert, so mul~ es rnSglich sein, dutch teilweise meehanische Zertrfimrnerung der Here die Ausbeute an Fett zu erhShen, wenn kS auch schwer sein wircl, die vorhandenen Hefezellen vo]Ist~ndig aufzubreehen. Wit stellten f01genden Versueh an:

5 g der Here Nr. 1 wurden in einem Porzell~nmTrser mit Bimsstein zu einera feinen Pulver zerrieben and nun n~ch dem Alkohol-Benzolverfahren das Fett ausgezogen. Die erhaltene Menge wurde mi~ der.in der obigen Tabelle (S. 498) erh~ltenen verglichen.

Das Ergebnis war, bezogen auf Troekensubstanz, folgendes: Fett ohne Verreiben: 2,72%; Fett naeh Verreiben: 4,39%.

2. Yersuehe fiber P h o s p h a t i d b e s t i m m u n g .

Da Hefezellen irn allgemeinen irn Mikroskop Fetttropfen nieht erkennen lassen, ist es wahrseheinlieh, dab die yon uns gefundenen grol~en Mengen Gesamtfett nicht in Form yon Glyceriden, sondern als Lipo~de in kolloider LSsung im Zellinhalt vorliegen. Bei der Koehung mit Salzs~ure werden die Phosphatide, wit wit aus unseren u rnit EJdotLer wissen, so zer]egt, dal~ die Fetts~turen als ~therlSsliche Stoffe zurfiek- bleiben.

Da/~ eine solche Zerlegung vor sich geht, beweist zun~chst die Abnahme des in Alkohol-Benzol 15sliehen Anteils des Fettes durch die Salzsiiurekochung bei unseren beiden ersten Hefeproben. Nach der Tabelle S. 498 betrug die Abnahrne:

Fett ohne Hydrolyse Fett nach ttydrolvse Abnahme in % des Fettes Here t . . . . . . 2,72 % 2,07 % 24 % Here 2 . . . . . . 1,85 % 1,58 % 15 %

Wenn wit einsetzen, dab reines Palmitooleoleeithin bei der Zerlegung mit starker Salzs~ure um 30,8% abnimrnt, wfirden also diese Fette 78 bzw. 49% Phosphatide ent- halten haben. Wohlgernerkt ist abet bei diesen Versuchen die Hauptrnenge des Fettes und der Phosphatide im Rfiekstand yon der Alkohol-Benzolextraktion gebheben, so dal~ es sieh hier nur um eine Fraktion der Gesamtlipoide handelt.

Einen weiteren Anhaltspunkt liefert der Gehalt unseres durch Aufschlul~ mit Salz- s~iure erhaltenen Fettes an freien Fetts~uren. Bei der Hydrolyse des Leeithinrnolektils bilden sieh freie Fetts~iuren, die dann im sehhei~lich erhaltenen Fettanteil bestirnrnt werden kSnnen. Die MSg]iehkeit einer Umrechnung dieser Fetts~iuren auf Phosphatide seLzt aber voraus:

1. dal~ das ursprfinglich in der Here vorliegende Fett keine freien Fetts~uren ent- halten hat;

2. dal~ bei der Behandlung yon FeLt rnit Salzs~ure in der Anordnung wie bei unserer Fettbestimrnung keine Hydrolyse des Fettes eintritt.

Die erste Voraussetzung kann, sofern es sieh nieht urn zersetzte produkLe aus der Tier- und Pflanzenwelt handelt, als zutreffend angesehen werden. In lebenden Tier- und Pflanzenzellen und Fettgeweben sind bisher /reie Fettsiiuren nieht aufgefunden worden. Erst dureh naehtr~gliehe Einwirkung yon Lipasen werden die Glyeeride unter Bildung freier Fetts~uren gespalten. Und aueh dann ist deren Menge anfangs nur gering.

Die zweite Voraussetzung haben wir dutch folgenden Versueh gepriift:

0,2 g Margarinefett wurden wie bei unserer Fet~tbestimmung mif Salzs~ure behanclelt. ]:)ann wurde in dem schlieBlich erhal tenen Fe t t der S~uregrad, berechnet als 01s~ure, bes t immt und mit dem S~uregrad des n icht behandel ten Fet tes verglichen. So wurde, berechnet als freie 01s~ure, gefunden:

32*

[Zeitschr. f. Untersuehung 500 g. G r o B f e l d und H i l d e g a r d H e B : [ der Lebensmittel

Urspriingllch 0,03, nach Behandlung 0,26%, also sine Zunahme, yon nur 0,23%. Hiernach tri t t also dutch unsere Kochung mit Salzs/~ure nu t sine so kleine Fett-

spaltung sin, dab wit sic praktisch vernachlassigen kSnnen. Es erscheint somit zulassig, wenigstens in Annaherung aus dem Gehalt unserer Hefe-

fette an freien Fetts~uren auf den Gehalt der Here an Phosphatiden zu schlief~en.

Fiir sine Umrechnung der freien, Saure auf die Phosphatidmenge verfahren wit wie folgt: Da man die freie Saure in Fetten als 01saute auszudriickcn pflegt, rechnen wir sic zweck- maflig auch auf 01saurelecithin~ urn. Dieses hat nach einer friiheren Angabe des einen yon uns ~ die Formel C4,RssNOgP und das Molekulargewicht 803,7. Da 01saure das Molekular- gewicht 282,3 besitzt, enthalt Dioleolecithin also an

01saure 2 • 282,3 = • 100 = 70,25%, 803,7

1 01s~ure = 1,42 Dioleolecithin.

Nun bestimmten wit in unseren nach dem Salzs/iureverfahren mit Xther-Benzin erhaltenen Fet ten in tiblicher Weiss den Gehal~ an freien S~uren und fanden flit die Proben 1, 3--5 folgende Werte:

Nr.

Fettgehalt der Trockensub-

s tanz

Im abgesehiedenen Fett Freie S~ure (als 01s~iure)

%

8,90 49 8,47 55 6,38 63 7,33 82

Entsprechend l~estfett Dioleolecithin

% %

70 51 78 45 89 37

116 t8 Mittelwert

In der Trockensubstanz der Refe

Dipleolceithin %

6,2 6,6 5,7 8 , 5 ....

6,8

l~estfett %

4,5 3,8 2,4 1,3 3,0

Lecithin + Fett %

10,7 10,4 8,1 9,8 ~,8

Hiernach besteht kein Zweifel, da$ diese N/ihrhefen betrachtliche Mengen fettartiger Stoffe enthalten, die welt iiberwiegend ans mit SalzsKure spaltbaren Lipoiden, n/imlich

Phosphatiden bestehen. Es erscheint mSglich, das hier angewendete Yerfahren zur Bestimmung der Phos-

phatide aus dem S~uregehalt des Fettes bzw. dessen Zunahme dutch Kochung mit Salz- s~ure - - also ohne Phosphors~urebestimmung - - auch auf andere Lebensmittel an- zuwenden. Hier~iber'sind welters Untersuchungen in Aussieht genommen.

Berechnen wit aus den so gefundenen Gehalten an Dioleolecithin, mit dem Fak- for 0,0884 den Gehalt an Phosphatid-P206 und stellen das Ergebnis dem durch Yersuch gefundenen Gehalt an Gesamt-P20 ~ gegeniiber, so linden, bezogen auf Hefetrockenmasse,

wir folgendes Bfld: H e i e :Nr. 1 3 4 5

Phosphatid-P~O~ . . . . . . . . . 0,54 0,58 0,50 0,75 Gesamt-P~O~, % . . . . . . . . 3 ,72 3,14 4,01 3,61

Die Hauptmenge des Phosphorsguregehaltes der Here muB also in nichtphospha~id-

artiger Bindung vorliegen. Nun wurde noch versucht, die Phosphatide dutch Kochen der Hefe mit Alkoholen

! Wtirde man auf Palmitooleolecithin umrechnen, so miiBte auch die freie S~ure als Pal- mitinsaure + 01s/~ure ausgedrtickt werden. Das Endergebnis ist dann aber praktisch das gleiche.

J. GroBfeld, ttandbuch der Eierkunde. S. 126. Die Here Nr. 2 enthiel~ 3,56r Gesamt-P~O5 in tier Trockenmasse.

85. Band] ]3es~immung des Fortes ftir N~hrhe~en. 501 Juni 1948J

i n LSsung zu bringen. Eine, gewogene Menge der Hefe Nr. 1 wurde am Rtickflullkiihler j e 1 Stunde mit dem betreffenden Alkohol im Sieden gehalten und dann in der alkoholi-

sehen LSsung die~ Phosphors~iure best immt. D a s Ergebnis war folgendes:

]Iefeeinwaage (Wasser- gehall~ : 8,44%)

g

2,00

2,00

1,00 1,00

Art des verwendeten Alkohols

Xthylalkohol (Hefe nieht zerrieben)

Xthy]atkoho1 (Here rein zerrieben)

Amylalkohol Isopropylalkohol

kus der tt6fentroeken- masse gelSstes P20~

%

0,168

0,213

0,174 0,078

'Entsprechend Dioleolecithin

%

1,85

2,34

1,91 0,85

Diese Versuche zeigen klar, dal~ durch Auskochen der Hefe mit Alkohol, wie es bei der iiblichen Best immung der Phosphat ide geschieht, nut ein Tefl der vorhandenen Phosphat ide in Lb'sung gebracht wird. Die einzige MSglichkeit, auf diese Weise die vorhandenen Phosphatide restlos herauszulSsen, 8cheint dar in zu bestehen, dal~ man die einzelnen Hefezellen vor der :Behandlung mi t Alkohol restlos zer t r i immert , da8 ist

abet w e g e n der Kleinhei t der Hefezellen mit einfachen Mitteln des Labora~orium8 nur 8ehr schwer durchfiihrbar. Jeder Eingriff mi t S~iuren zum LSsen der Zellwand wird gleichzeitig auch die vorhandenen Phosphat ide zerstSren.

3. A r b e i t s v o r s c h r i f t z u r B e s t i m m u n g d e s F e t t - u n d P h o s p h a t i d g e h a l t e s y o n N/~hrhe fe.

Aus den vorstehenden Versuchen ergibt 8ich nun folgende Arbeitsvorschrif t fiir die Untersuchung yon N~hrhefe auf ihren Gehalt an Fe t t und Phosphat iden:

2,00 g der nStigenfalls zu einem Pulver zerriebenen lufttrockenen Nghrhefe werden in einem SteflbrustkSlbchen mit Glasschliff mit 3 ccm Wasser und 10 ccm 25proz, Salzsaure unter Zusatz yon etwas Bimssteinpulvcr 10 Minuten lang am l~tickfluSkiihler in leichtem Sieden ge- halten. Nach dem ErkaRen fiigt man 20,0 ccm Tetrachlorkohlenstoff hinzu und hi~lt wiederum am Rtickflul~ktihler 10 Minuten lang in leichtem Sieden. lqach abermaligem Erkalten nimmt man yore RtickfluBkiiMer ab; Itigt genau 30,0 ccm eines mR Wasser ges/ittigten Gemisches yon gleichen Volumina _~ther and bei hSchstens 70 ~ siedendes Benzin hinzu, verschliel3t mit einem Sehliffstopfen und sehiit~elt 1/2 Minute fang kr~ftig dutch. Darauf wird zweeks Kl~rung noch mit 2 ccm Alkohol km'z durehgeschtittelt. Naeh dem Abld/~ren tiber Nacht werden durch Druekpipettierung 25 ccm der FettlSsung entnommen, in einem gewogenen 100 ccm-Erlen- meyerkSlbchen abdestilliert und der Rtickstand nach einstfindigem Troeknen bei 105 ~ gewogen: Aus dem Gewicht des Riickstandes liest man aus der Tabelle 1 den fiir 5 g Einwaage ge]tenden Fettwert ab und vervielfacht diesen zur Umreehnung auf die Einwaage 2 g mit 0,400.

Nun 15st man den Fettriickstand im ErlenmeyerkSlbehen in etwa 50 ccm eines Gemisches yon Alkohol-_~ther, dem man als Indicator Alkaliblau 6 13 and bis zur neutralen Reaktion 0,1n- Lauge zugesetzt hat: Darauf titriert man mit 0,1n-Lauge bis zum Farbumschlag des Indicators. tie 1 cem 0,1n-Lauge zeigt 28,23 mg freie Saure, bereclme~ als 01saure an, Man rechnet diese auf Prozent des Fettriiekstandes um und erh/~lt als Rest yon 100 % die Menge eigentliches Fet t -1-Unverseifbares. Durch Vervielfachung der gefundenen Olsaure mit 1,42 finder man die der ()lsaure entsprechende Menge Dioleolecithin in Prozen~ des Fettes. Aus diesen Wer~en berechnet man durch Malnehmung mR dem Fettgehalt tier I-Iefe und Teilung durch 100 den Gehalt der Here an Fet t bzw. Phosphatiden bzw. Fet~-~ Phospha~iden.

J. Grol~feldl Anleitung zur Untersuclxung der Lebensmittel. Tab, 4 , S. 338.

502 W. iH eim a n n : [Zeitschr. f. Untersuchung [ der Lebensmittel

Kurze Zusammenfa s s u n g .

1. Vergleichende Yersuche zur Fet~bestimmung in getrockneter N/ibi'hefe ergaben, dal~ dutch direkte Auskochung mit Benzia oder dutch Ex~raktion mit Alkohol-Benzol nur ein Bruchteil der vorhandenen iettartigen Stoffe in LSsung gebracht wird.

2. Dutch Aufschlu~; mit Salzs~ure gelingt es, das Fett der Here unter gleichzeitiger Aufspaltung der Phosphatide zu Fetts~uren freizulegen, worauf es mit Tetrachlorkohlen- stoff q- Xther -f- Benzin in LSsung gebracht werden kann; eine Verwendung yon Benzin allein statt Xther-Benzin fiihrte zu einer verringerten Ausbeute.

3. Die Fettverluste beim ein~achen Auskochen der HeYe mit FetttSsungsmitteln sind durch die Undurchl/issigkeit der Zellwand de~ Here zu erkl/iren. Feines Zerreiben der Hefe mi~ Bimsstein, wodu~ch ein Tell der t{efezellen zertriimmert wird, ffihrt infolge- dessen zu hSheren Fe~tausbeuten.

4. Gezeigt wird, daft bei unverdorbener Hefe die bei der I-Iydrolyse mit Salzs~uIe entstehenden Fettsiiuren praktisch vSllig aus den Lipoiden (Phosphatiden) stammen miissen, weil freie Fetts/iu~en er~ahrungsgem~ in lebenden Zellen nicht vorkommen und weft dutch Ve~such erwiesen wurde, dal~ KQchung mit Salzs/iure das Glycerid- molektil nicht wesentlich angreift.

5. Somlt erscheint es zul/issig, aus der Menge der dutch Hydrolyse mit Salzs/~ure erhaltenen freien Fettsiuren, berechnet als (~lsiure, auf die Menge urspriinglich vor, handener Phosphatide zu schlieSen.

6. Znr Berechnung von Dioleolecithin aus der Menge iseier 01s~ure wurde der Fak- tot 1,42 bereohnet und begriindet.

7. Auf dieser Grundlage wurde far 4 Proben N~hrhefe folgender mittlerer Gehalt, bezogen auf P~ozent Trockenmasse, gefunden:

Dioleolecithin Fett Phosphatide + Fett 6,8 (5,6--8,5) 3,0 (1,3--4,5) 9,8 (8,1--10,7)

Niihrhefen gehSren demnach zu den phosphatidreichsten Nahrungsmitteln. 8. Einige Versuche zur diret~en Abtrennung der Hefephosphatide dutch Ausziehen

mit verschiedenen Alkoholen fiihrten zu nut ge~ingen Ausbeuten. 9, Znr Bestimmung des Fett- und Phosphatidgehaltes yon N~hrhefe wird eine

Arbeitsvorschrift auf der hen entwickelten Grundlage angegeben.

u in gef~irbter, A-vitaminisierter Margarine. Yon

Feldapotheker Dr.-Ing. W. Heimann.

Mi~eilung aus de r Chemlschen Untersuchungss~elie des wehrkreis- Sanitatsparks V, Stut tgart . - - Chefapotheker: Oberstubsapotheker Dr. Felle.

(Eingegangen am 4. Mdirz 19d3.)

Der chemische Charakter des flit uns he ute so wichtigen Wachstums- und Epithel- schutzvitamins A wurde schon vor einem Jahrzehntdurch die eingehenden Untersuchun- gen yon P] K a r r e r und He i lb ron aufgekl/irt, dutch dle damals aufgestellte Konsti=