Titel: Dumas, Bericht über die Diastase und das Stärkmehlgummi.
Autor: Dumas,
Fundstelle: 1833, Band 50, Nr. XLIII. (S. 195–203)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj050/ar050043

XLIII. Bericht, welchen Hr. Dumas der Pariser Akademie der Wissenschaften über eine Abhandlung der HH. Payen und Persoz erstattete: betreffend die Diastase, eine im Gerstenmalz entdekte Substanz, und das Stärkmehlgummi (oder Dextrin), so wie deren technische Anwendung.

Aus dem Bulletin de la Société d'encouragement. Julius 1833, S. 230.

Die Akademie hat Hrn. Robiquet und mich beauftragt, ihr über oben genannte Abhandlung Bericht zu erstatten; wir unterwarfen daher die wissenschaftlichen und technischen Resultate, welche sie enthält, einer aufmerksamen Prüfung, und wollen nun der Akademie sowohl die Thatsachen, welche wir selbst in Gesellschaft jener Chemiker zu beobachten Gelegenheit hatten, als auch die Folgerungen, die man daraus ableiten kann, mittheilen.

Noch vor kurzer Zeit betrachteten die Chemiker das Stärkmehl als eine einfache organische Substanz, und glaubten daran sogar mit bloßem Auge Anzeichen von Krystallisation bemerken zu können: heut zu Tage weiß man, daß das Stärkmehl ein Organ und noch dazu ein sehr complicirtes ist. Hr. Raspail brachte durch seine Beobachtungen die Frage auf ihren richtigen Standpunkt, und brach dadurch für alle Entdekungen, die man in der neuesten Zeit in Betreff des Stärkmehls und seiner Produkte machte, die Bahn.

Wir wollen hier nur ganz kurz die Theorie des Hrn. Raspail anführen; sie muß jezt allgemein bekannt werden, denn sie wird schon seit mehreren Jahren in den Vorlesungen über Chemie auseinandergesezt und von allen Chemikern in Paris angenommen. |196| Man nimmt gegenwärtig als erwiesene Thatsache an, daß das Stärkmehl aus einem häutigen Sak besteht, der eine dike und gleichsam gummiartige Substanz einschließt. Durch die Einwirkung der Hize und der Säuren zerreißen die Häutchen, und die gummige Substanz fließt dann aus. Die Chemiker kannten diese Wirkung jener Agentien sehr wohl, nahmen aber an, daß das Gummi erst erzeugt werde, während die Erscheinung in der That bloß eine mechanische ist, und nur ein schon vorhandenes Gummi in Freiheit gesezt wird.

Das aus dem Stärkmehl abgeschiedene Gummi besizt eine merkwürdige Eigenschaft, die man als eine rein chemische Erscheinung betrachten kann; es verwandelt sich nämlich unter verschiedenen Einflüssen in einen wirklichen Zuker, welcher lange für Traubenzuker gehalten wurde, aber nach den neuen Versuchen Biot's von demselben verschieden ist.

Alle diese Thatsachen waren seit mehr oder weniger langer Zeit bekannt, und man hatte es öfters vergebens versucht, die gummige Substanz des Stärkmehls zu zarten technischen Operationen anwendbar zu machen; nur zur Noth konnte man daraus behufs der Verdikung der Beizmittel in den Kattundrukereien einigen Nuzen ziehen: man wandte nämlich dazu geröstetes Stärkmehl an, d.h. Stärkmehl, dessen (Gummi enthaltende) Häute durch Einwirkung der Hize zerrissen worden waren; da das Rösten aber ungleich Statt fand, so blieben einerseits viele Körner unberührt, während andererseits die gummige Substanz zum Theil verändert wurde.

Hr. Couverchel, welcher schon seit langer Zeit die wahre Natur der Reactionen des Stärkmehls sehr wohl erkannt hatte, versuchte von der Wirkung der Säuren, besonders der Schwefelsäure auf dasselbe, eine Anwendung zu machen; der hohe Preis des so bereiteten Productes gestattete aber die technische Anwendung desselben im Großen nicht.

Während alle diese Arbeiten über das Stärkmehl unternommen wurden, waren andererseits die Fabrikation von Bier und Kornbranntwein Gegenstand sehr eifriger Forschungen. Jedermann weiß, daß das Bier auf die Art bereitet wird, daß man eine Infusion von gekeimter Gerste mit Hopfen kocht, und die Flüssigkeit dann in geistige Gährung übergehen läßt. Die Chemiker erklärten sich diese Fabrikation durch die Beobachtung, daß die gekeimten Körner an das Wasser eine bedeutende Menge Zuker abgeben können; und sie betrachteten das Stärkmehl und die anderen Producte der Gerste als unwirksam bei den Reactionen, durch welche das Bier erzeugt wird. |197| Die Engländer hatten jedoch eine besondere Wirkung, welche die gekeimte Gerste auf die mehligen Stoffe ausübt, beobachtet; sie zogen daraus nüzliche Folgerungen für die Bierfabrikation. Ein geschikter Techniker, Hr. Dubrunfaut, trieb diese Untersuchung noch weiter, und benuzte bei verschiedenen Gelegenheiten die specifische Eigenschaft der gekeimten Gerste, besonders bei der Bereitung des Branntweins und Biers aus Stärkmehl.

Schon im Jahre 1785 zeigte Dr. Irvine, daß die ungekeimte Gerste 'vortheilhaft bei der Bierfabrikation angewandt werden kann, wenn man ihr eine gewisse Menge gekeimter Gerste beifügt; er überzeugte sich, daß dieses Gemenge durch die Einwirkung heißen Wassers bald einen süßen Geschmak erhält, zur Gährung geeignet wird, und jedes Mal mehr Alkohol liefert, als eine Quantität gekeimter Gerste, die eben so viel wiegt wie das angewandte Gemenge. Dr. Irvine schrieb, wie es scheint, die Verwandlung des rohen Korns in Zuker dem Zukerstoffe zu, welchen die gekeimte Gerste enthält: solche Gemenge von rohem und gekeimtem Korn wendet man nun gewöhnlich in England an.

Im Jahre 1823 machte Hr. Dubrunfaut in einer Abhandlung, welcher der landwirtschaftliche Verein des Seinedepartements den Preis zuerkannte, folgende Thatsachen bekannt, die nicht nur Dr. Irvine's Beobachtung bestätigen, sondern auch alle ihre Details aufklären, und sie unter einem neuen Gesichtspunkte darstellen. Man wußte in den Künsten, daß man das Getreide behufs der Fabrikation von Kornbranntwein dadurch in Zuker verwandeln kann, daß man vier Theile rohes Korn mit einem Theile gekeimtem vermengt; man wußte auch, daß sich Kartoffelbranntwein dadurch fabriciren ließ, daß man die Kartoffeln vorläufig mit einem Zwanzigstel ihres Gewichtes gekeimter Gerste (aus den Brauereien) auf weichte; diese bekannten Thatsachen suchte nun Hr. Dubrunfaut zu erklären.

Bei seinem ersten Versuche bildete Hr. Dubrunfaut mit 500 Grammen Kartoffelstärke und 4 Kilogrammen Wasser einen Kleister, welchen er mit 125 Grammen gekeimter Gerste versezte. Indem er die Masse auf einer Temperatur von 62 bis 69° C. (49 bis 55° Reaumur) erhielt, bemerkte er, daß sie nach Verlauf einer Viertelstunde ganz flüssig geworden war. Zwei Stunden später war bei gleichgebliebener Temperatur die Flüssigkeit in einen Syrup verwandelt, der, mit Wasser verdünnt, in Gährung übergehen konnte, und woraus man 38 Centiliter Branntwein von 19 Grad erhielt: die angewandte gekeimte Gerste lieferte davon nur 9 Centiliter, das Uebrige rührte vom Stärkmehl her. |198| Hr. Dubrunfaut überzeugte sich dann, daß durch gekeimten Roken, gekeimten Hafer und gekeimten Weizen das Stärkmehl ebenfalls flüssig gemacht und in Zuker verwandelt werden kann, aber nicht so gut wie durch gekeimte Gerste.

Flüssig gemacht wird das Stärkmehl auch durch die Sägespäne von Buchenholz, rohen Flachs und die Hülsen der Gerstenkörner, welche man in den Brauereien von der gekeimten Gerste absondert. Diese Substanzen scheinen aber nicht geeignet zu seyn, das Stärkmehl in Zuker zu verwandeln, und machen es auch erst nach einigen Stunden flüssig, während dieß die geleimte Gerste in einigen Minuten thut.

Nachdem Hr. Dubrunfaut diese Beobachtungen gemacht hatte, schlug er vor, bei der Fabrikation von Kornbranntwein das Stärkmehl oder die zerriebenen Kartoffeln in Kleister zu verwandeln, diesem die erforderliche Quantität gekeimter Gerste zuzusezen, um ihn flüssig zu machen und in Zuker zu verwandeln, und dann seine Gährung wie gewöhnlich zu erregen.

Hr. Dubrunfaut suchte diese Resultate auch auf die Bierfabrikation anzuwenden: ein Kilogr. Stärkmehl lieferte ihm 10 Liter Würze von 6 Grad Beaumé, und diese Würze, gehörig gehopft, gab ein dem Pariser ähnliches Bier; wenn man den Hopfen wegließ, erhielt man ein Weißbier, und als man ein Zehntel rohen Honig zusezte, ein dem Louvainer ähnliches Bier.

Hr. Dubrunfaut schrieb diese Erscheinungen anfangs der Substanz zu, welcher Proust den Namen Hordein beigelegt hatte, später aber (in seinem Traité de Distillation) der Rolle, welche der in Essigsäure aufgelöste Kleber spielt, und darauf wurde er durch die bekannten Versuche Kirchhof's über die Verwandlung des Stärkmehls in Zuker vermittelst Kleber, geleitet. Hr. Raspail bringt diese Ansicht in einem neuen Werke wieder vor.71)

Die neuen Versuche der HH. Payen und Persoz geben uns aber eine ganz andere Ansicht von dieser Sache. Diese Chemiker verfahren folgender Maßen:

In eine bestimmte Menge Wasser bringt man gekeimte, getroknete und gemahlene Gerste, so wie sie die Bräuer anwenden: nachdem man die Flüssigkeit auf 40° C. (32° Reaumur) erwärmt hat, sezt man eine gehörige Menge Stärkmehl zu; lezteres hat die Eigenschaft Kleister zu bilden verloren, wenn anders die Flüssigkeit nicht höher als bis auf 70 oder 75° C. (56–60° R.) erhizt wird. Unterhält man die Masse während zehn Minuten oder einer Viertelstunde |199| auf dieser Temperatur, so sieht man, daß die Flüssigkeit, welche anfangs ein wenig diker geworden war, allmählich dünnflüssiger und klarer wird; zulezt wird sie so flüssig, daß man sie durch Papier filtriren könnte: die Kleie der gekeimten Gerste schwimmt oben auf derselben, die Häutchen der Stärkmehlkörner aber fallen auf den Boden, und die klare Flüssigkeit enthält alle gummige Substanz des Stärkmehls, dieselbe, für welche Hr. Biot den Namen Dextrin in Vorschlag brachte.72) Wenn man die Kleisterbildung vermeidet, wird das Stärkmehl flüssiger, und die Operation geht schneller von Statten, als nach Dubrunfaut's Verfahren. Beide Methoden unterscheiden sich dadurch, daß jene Chemiker die gekeimte Gerste zuerst in das lauwarme Wasser bringen, Hr. Dubrunfaut aber vorher das Stärkmehl: ersteres scheint besser.

Die Verfasser finden, daß man auf hundert Theile Stärkmehl vierhundert oder fünfhundert Theile Wasser und fünf oder zehn Theile gekeimter (getrokneter und gemahlener) Gerste anwenden muß, je nach ihrer guten oder schlechten Bereitung.

Wenn das Dextrin ein Mal aus seinen Hülsen abgesondert ist, so wird es durch dasselbe Verfahren in einen Zukerstoff verwandelt. Man braucht nämlich nur die Temperatur von 70° C. (56° R.), an Statt sie auf einige Minuten zu beschränken, drei Stunden lang anzuwenden.

Will man die Operation unterbrechen, wenn bloß das Dextrin (Stärkegummi) gewonnen ist, also die Zukerbildung vermeiden, so muß man die Flüssigkeit zum Sieden bringen, sobald alle Stärkmehlkörner geborsten sind. Bei 100° C. (80° R.) verliert die Gerstensubstanz alle ihre Eigenschaften, und wird unfähig das Dextrin in Zuker zu verwandeln.

Man kann also auf diese Art das Dextrin (Stärkegummi) und den Stärkmehlsyrup, zwei Producte, welche für die Industrie von großer Wichtigkeit sind, ohne Schwierigkeit im Großen darstellen, ohne daß eine fremdartige oder gar schädliche Substanz in dieselben gelangt. Man hätte schon längst mittelst Schwefelsäure Dextrin bereiten können, wenn diese Fabrikation wirklich Gewinn abgeworfen hätte. In gewissen Fällen wendet man dieselbe Säure an, um das Stärkmehl in Zuker zu verwandeln; man muß aber in beiden Fällen in der Folge die Schwefelsäure in schwefelsauren Kalk verwandeln, wovon immer ein Theil in der Flüssigkeit aufgelöst bleibt, so daß sie die bekannten Nachtheile des gypshaltigen Wassers besizt: diesem Uebelstande ist durch die neuen Verfahrungsarten ganz begegnet.

Wir werden nun auf die zahlreichen Anwendungen, welche das so |200| bereitete Dextrin gestattet, so wie auf die nicht weniger wichtigen des Stärkmehlsyrups übergehen. Vorher wollen wir aber den rein chemischen Theil obiger Abhandlung durchgehen.

Die Verfasser suchten auch den wirksamen Bestandtheil der gekeimten Gerste abzuscheiden: diesem legten sie den Namen Diastase bei. Die Diastase, so wie sie dieselbe erhalten, ist wahrscheinlich keine ganz reine Substanz, verdient aber dessen ungeachtet die Aufmerksamkeit der Chemiker und Physiologen: sie ist ein fester, weißer, unkrystallisirter, in Wasser auflöslicher Körper; in schwachem Alkohol löst sie sich auf, aber nicht in concentrirtem. Die Verfasser haben leztere Eigenschaft zu ihrer Darstellung benuzt.

Man erhält sie, wenn man gekeimte Gerste zerreibt und in kaltem Wasser aufweicht. Die Flüssigkeit, filtrirt und auf 75° C. (60° R.) erhizt, trübt sich, indem eine eiweißartige Substanz, die sich aufgelöst hatte, gerinnt. Man filtrirt neuerdings, und versezt die Flüssigkeit mit so viel Alkohol, daß die Diastase niederfällt. Der Zuker, welcher in der gekeimten Gerste vorhanden war und sich mit ihr aufgelöst hatte, bleibt in der Flüssigkeit zurük. Die so erhaltene Diastase ist nicht rein; sie enthält noch eine stikstoffhaltige Substanz, welche man davon absondert, indem man die unreine Diastase mehrmals in Wasser auflöst und mit Alkohol niederschlägt.

Die Reinigung der Diastase ist also bei diesem Verfahren nur annähernd, und die reinste, welche die Verfasser darstellen konnten, muß noch etwas stikstoffhaltige Substanz enthalten: sie vermuthen daher auch, daß die Diastase kein stikstoffhaltiger Körper ist, denn sie fanden, daß ihr Stikstoffgehalt immer geringer wird, je öfter sie dieselbe in Wasser auflösten und wieder mit Alkohol niederschlugen.

Die Diastase kommt nicht nur in dem Samen der gekeimten Gerste, sondern auch in dem des gekeimten Hafers und Weizens vor, und ohne Zweifel in vielen oder allen mehligen Samen, welche gekeimt haben. Sie fanden sie auch in den Knospen von Aylanthus glandulosa. Sie kommt auch, wie sich dieß erwarten ließ, in den Keimen der Kartoffel vor, und die Verfasser sezen ihre Untersuchungen über diesen Gegenstand fort, um die genaue Lage der Diastase in der Kartoffel, und die Zeit ihres Erscheinens und Verschwindens zu bestimmen. Die Pflanzenphysiologie kann dadurch nur gewinnen. Aus diesen lezteren Resultaten ersieht man, daß das Keimen oder die Vegetation der Knospen, wenn die junge Pflanze oder die Knospe sich nähren muß, was gewöhnlich mittelst des Stärkmehls geschieht, unter dem Einflusse der Diastase vorgeht. Diese Substanz präexistirt nicht, was auch nicht der Fall seyn könnte, weil sie das Stärkmehl zerstören würde; sie bildet sich in dem Maße, als sich die Vegetation einstellt, und wirkt in |201| dem Maße auf das Sazmehl, als es berstet: das Dextrin fließt dann aus und dient entweder als solches, oder nach seiner Umänderung in Zuker, zur Ernährung der Organe.

Die Wirkung der Diastase auf das Stärkmehl läßt sich nicht erklären; in der organischen Chemie gibt es aber so viele Geheimnisse, daß man sich darüber nicht sehr verwundern kann. Diese Substanz macht das Stärkmehl flüssig und verwandelt es in Zuker, gerade so, wie die Schwefelsäure und das Wasser selbst. Man weiß in der That, daß sich der Kleister nach und nach von selbst in Zuker umändert.

Vermittelst der Diastase konnten sich die Verfasser das Dextrin in einem bisher noch nicht gekannten Zustand von Reinheit verschaffen. Die Wirkung der gereinigten Diastase auf das Dextrin ist gewiß einer der merkwürdigsten chemischen Versuche, die man sehen kann: ein Theil dieser Diastase reicht hin, um das Bersten von wenigstens zwei Tausend Theilen Kartoffelstärkmehl zu veranlassen, und diese Reaction stellt sich in einigen Minuten mit einer Quantität Wasser ein, welche das Gewicht des Stärkmehls nicht vier Mal übersteigt.

Wir haben gesehen, daß man die Diastase noch nicht in chemisch reinem Zustande kennt: dasselbe gilt von dem Dextrin; die Verfasser überzeugten sich, daß es immer ein wenig Zuker und eine in der Kälte unauflösliche Substanz enthält.

Hr. Guérin Varry hatte schon ähnliche Beobachtungen gemacht und außerdem gefunden, daß die Hülsen und der in der Kälte unauflösliche Theil des Dextrins ganz dieselbe Elementarzusammensezung haben, wie der Holzstoff.

Bekanntlich wird das Stärkmehl durch Jod blau gefärbt, und Hr. Raspail hat schon vor langer Zeit sich überzeugt, daß sein auflöslicher Theil diese Eigenschaft nicht besizt. Diese Ansicht wurde sehr bestritten, die Verfasser haben aber bewiesen, daß sie gegründet ist, obgleich sie eine etwas davon abweichende aufstellen: sie fanden, daß sehr reines Dextrin und gut ausgewaschene Hülsen durch Jod nicht gefärbt werden, während der in der Kälte unauflösliche Stoff eine schwarz-blaue Farbe annimmt.

Wir haben also hier zwei Substanzen, die Diastase und das Dextrin, von denen noch keine in so reinem Zustande dargestellt wurde, daß sie als eigenthümlicher Pflanzenstoff betrachtet werden könnte, die aber doch aus verschiedenen Gründen alle Aufmerksamkeit der Chemiker verdienen. Wir laden die Verfasser ein, ihre Versuche über diese beiden Körper fortzusezen, um sie, wenn es anders der gegenwärtige Standpunkt der Chemie erlaubt, in vollkommen reinem Zustande zu erhalten, damit man ihnen ihre Stelle im System anweisen kann. Wenn aber die Diastase und das Dextrin unter dem rein chemischen Gesichtspunkte |202| auch Einiges zu wünschen übrig lassen,73) so bieten sie doch hinsichtlich der technischen Anwendung schon ein großes Interesse dar.

Was die Fabrikation des Dextrins, selbst betrifft, so erhält man diese Substanz leicht nach dem oben beschriebenen Verfahren. Die Flüssigkeit liefert beim Abdampfen einen Rükstand, welcher zu einer durchsichtigen Masse erstarrt, die gerade so wie arabisches Gummi aussieht.

Das Dextrin hat man in verschiedenen Industriezweigen mit dem festen Erfolg anzuwenden versucht: man bediente sich desselben an Statt arabischen Gummi's zum Verdiken der Beizmittel und Farben in den Kattun- und Tapetendrukereien, zur Verfertigung von Buchdrukerwalzen etc. Man hat es auch bei der Tintenfabrikation versucht, und Hr. Renaudiére, einer unserer geschiktesten Fabrikanten, stellte damit eine sehr gute Tinte dar, die wohlfeiler als unsere gewöhnliche ist.

Bei weitem die wichtigste Anwendung, welche man bisher von dem Dextrin gemacht hat, ist aber diejenige zur Brodbereitung. Man hat in dieser Hinsicht Versuche mir dem besten Erfolg angestellt und konnte in das Brod 33 und sogar 45 Procent Dextrin bringen, ohne daß es den Consumenten auffiel. Das so bereitete Brod besizt im Gegentheil sehr nüzliche Eigenschaften; es ist besser aufgegangen, viel leichter, und hält sich länger frisch. Bei den ersten Versuchen schmekte es ein wenig süß, dieser Uebelstand verlor sich aber, als das Dextrin mit größerer Sorgfalt bereitet wurde.

Auf den ersten Blik möchte es gleichgültig scheinen, ob man in das Brod das Stärkmehl als solches oder das aus ihm dargestellte Dextrin bringt; die Verfasser fanden aber, daß das Dexrtrinbrod besser ist, und suchten dann diese Thatsache zu erklären. Sie glauben, daß dieß daher rührt, daß das ekelhafte Oehl, welches sich im Kartoffelbranntwein vorfindet, nicht dem Dextrin, sondern den Hülsen des Stärkmehls angehört. Sie führen zur Bekräftigung dieser Ansicht verschiedene Thatsachen an, welche dieß zu erweisen scheinen; wir wollen davon nur folgende ausheben.

|203|

Es gelang ihnen auf keine Weise, dieses Oehl aus dem Dextrin abzuscheiden, sie erhielten es aber leicht aus den Hülfen mittelst Alkohol.

Dieß zeigt auch, worin der wirkliche Vortheil besteht, wenn man das Dextrin bei der Bereitung von Kornbranntwein und in der Bierbrauerei anwendet. Bei der Fabrikation des Kornbranntweins verhindert z.B. nur dieses Oehl die Anwendung einfacherer Verfahrungsarten.

Bei der Bierbrauerei erhielt man bereits ein vorteilhaftes Resultat, indem man in die Würze ein Viertel ihres Gewichtes Stärkmehlsyrup brachte, der mit gekeimter Gerste bereitet war. Das so bereitete Bier ist feiner, wie sich die Bräuer auszudrüken pflegen. Dieses Verfahren wurde ungeachtet der schon ziemlich alten Versuche Dubrunfaut's erst durch die Bemühungen der Verfasser in den Bierbrauereien eingeführt, und zwar zu einer Zeit, wo ihre täglichen Arbeiten ihnen nicht erlaubten, die Versuche zu vervielfältigen. Höchst wahrscheinlich werden aber im nächsten Jahre unsere auf sichere Thatsachen gegründeten Hoffnungen sich verwirklichen.

|198|

Nouveau systéme de Chimie organique. Paris, 1833.

|199|

Vergl. Polyt. Journ. Bd. XLIX. S. 36.

A. d. R.

|202|

Die der französischen Akademie, übergebene Abhandlung der HH. Payen und Persoz, worauf sich dieser Bericht von Dumas bezieht, ist nicht im Druk erschienen. Diese Chemiker haben aber ihre Versuche noch fortgesezt, und erst nachdem Hr. Dumas diesen Bericht erstattet hatte, unten folgende Abhandlung in den Annales de Chimie et de Physique bekannt gemacht, welche ihre neuesten Resultate enthält, die aber mehr für die theoretische Chemie von Wichtigkeit sind. Wir glaubten dessen ungeachtet den Bericht von Dumas unseren Lesern nicht vorenthalten zu dürfen, weil er mehrere Thatsachen mittheilt, welche für die Industrie von Wichtigkeit und in Deutschland nicht gehörig bekannt sind, weil er ferner sehr klar abgefaßt ist, und die Entdekungen jener beiden Chemiker mehr aus dem technischen Gesichtspunkte behandelt. A. d. R.

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