Titel: Untersuchungen über das Stärkmehl und die Diastase.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1835, Band 55, Nr. XXIII. (S. 122–129)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj055/ar055023

XXIII. Untersuchungen über das Stärkmehl und die Diastase, von den HH. Payen und Persoz.

Im Auszuge aus den Annales de Chimie et de Physique. August 1834, S. 337.

Da das Stärkmehl ohne Zweifel eine der nüzlichsten Substanzen ist, so zweifeln wir nicht, daß einige neue Thatsachen über die Natur und besonders über gewisse Umwandlungen desselben, durch die es nicht nur bei wissenschaftlichen Untersuchungen, sondern auch in den Manufacturen und der Landwirthschaft mannigfaltige Anwendungen gestattet, unsere Leser interessiren werden.

Die kräftige Wirkung der Diastase auf das Stärkmehl, welche wir in einer früheren Abhandlung26) beschrieben, wurde von den HH. Dumas und Robiquet bestätigt; es blieb uns nun noch übrig, die Resultate dieser Reaction zu bestimmen, den Siz des Amidons in den Pflanzen auszumitteln und zu untersuchen, welche nähere |123| Bestandtheile derselben durch die Wirkung der Diastase verändert werden, und welche hingegen die Wirkung dieses Stoffes hemmen; diese wichtigen Fragen wollen wir nun zu lösen versuchen.

Schon bei unseren ersten Versuchen über die Diastase hatten wir gefunden, daß wenn man ihre Wirkung auf das Stärkmehl zeitlich unterbricht, ein großer Theil der inneren Substanz des Stärkmehles aus seinen Hülsen unverändert auszutreten scheint, indem er dem Einflusse der Diastase entgeht; wirkte aber der gebildete Zuker seinerseits auf denselben? Wurden die Hülsen verändert? Erlitten die Körper, welche gewöhnlich das Stärkmehl in den Pflanzentheilen begleiten, durch die Diastase Veränderungen? Diese Fragen müssen gelöst werden, wenn man die Diastase benuzen will, um die Zusammensezung des Stärkmehles auszumitteln. Die Erfahrung lehrt uns in dieser Hinsicht Folgendes:

Wenn die Hülsen ein Mal vollständig abgeschieden sind, z.B. dadurch, daß man die Diastase sechs Stunden lang bei einer Temperatur von 65 bis 75° C. (52 bis 60° R.) auf das Stärkmehl einwirken ließ, oder wenn sie von aller inneren Substanz durch eine zehnfache Menge Diastase bei bloß 30 bis 40 Minuten dauernder Reaction derselben befreit wurden, so erleiden sie von Seite der Diastase keine weitere Veränderung mehr. Die Diastase verändert aber nicht nur die reinen Hülsen durchaus nicht, sondern auch eben so wenig

1) das Inulin, welches sich bekanntlich durch Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salzsäure, Essigsaure etc. leicht in Zuker umwandelt;

2) das arabische Gummi, das die Schwefelsäure ebenfalls in Zuker verwandeln würde;

3) die gummige Substanz, welche durch Einwirkung der Diastase selbst entsteht und die sich, wie wir gezeigt haben, durch Wasser, das mir Schwefelsäure geschärft ist, rasch in Zuker verwandelt;

4) den Holzstoff, welcher durch schwache Schwefelsäure ebenfalls in Zuker verwandelt wird.

Die Wirkung der Schwefelsäure ist, wie man sieht, von derjenigen der Diastase sehr verschieden, denn leztere kann im Verlauf derselben Zeit sechszig Mal mehr Starkmehl auflösen als die Säure; leztere hingegen verwandelt die vier vorher angeführten Substanzen, auf welche die Diastase ohne Einfluß ist, vollständig in Zuker; endlich wird auch die Wirkung der Diastase nicht aufgehoben, wenn die Flüssigkeit so viel kohlensaures Kali, Natron oder Kalk enthält, daß sie stark alkalisch reagirt. (Die Diastase kann auch dann noch auf |124| das Stärkmehl wirken, wenn die Flüssigkeit einen geringen Säureüberschuß und verschiedene neutrale Salze enthält.)

5) und 6) Weder das Eiweiß noch der Kleber erleiden durch die Diastase eine Veränderung.

Da keine der vorhergehenden Substanzen die Wirkung der Diastase aufhält, so können auch die Stoffe, in deren Begleitung sie bis jezt in der Pflanzenorganisation aufgefunden wurde, ihre Reaction auf das Stärkmehl weder verhindern, noch verändern.

Eine hinreichende Menge von Gerbestoffauflösung verhindert die Wirkung der Diastase vollkommen; auch findet man in denjenigen Pflanzentheilen, wo die Umwandlung des Stärkmehles beendigt wird, wenig oder keinen Gerbestoff. Wir werden übrigens sehen, daß der Gerbestoff mit der inneren Substanz des Stärkmehles eine bis jezt unbekannt gebliebene Verbindung bildet, von welcher unten die Rede seyn wird.

Die Knochenkohle ist ohne Wirkung auf die Diastase; sie läßt sich also benuzen, um die Säfte, welche diesen neuen Stoff enthalten, zu entfärben.

Wir haben zur Bereitung der Diastase ein neues Verfahren ausgemittelt, welches wohlfeiler und leichter ausführbar ist, als das in unserer ersten Abhandlung beschriebene. Es besteht in Folgendem:

Man zerreibt frisch gekeimte Gerste in einem Mörser27), befeuchtet sie mit ungefähr der Hälfte ihres Gewichtes Wasser, und preßt dieses Gemenge stark aus; die davon ablaufende Flüssigkeit wird mit so viel Alkohol vermischt, als nöthig ist, um ihre Klebrigkeit zu zerstören und den größten Theil der stikstoffhaltigen Substanz daraus niederzuschlagen, welche man dann abfiltrirt. Die mit Alkohol gefällte und filtrirte Flüssigkeit liefert die unreine Diastase; um leztere zu reinigen, löst man sie noch drei Mal in Wasser auf und schlägt sie jedes Mal mit überschüssigem Alkohol nieder. Das lezte Mal wird sie auf einem Filter gesammelt, feucht von demselben abgenommen, in dünner Schichte auf einer Glasplatte durch einen Strom heißer Luft von 45–50° C. (36–40° R.) getroknet, dann zu Pulver zerrieben und in gut verschlossenen Flaschen aufbewahrt. Sie hält sich übrigens in trokner Luft sehr lange.

Die Diastase kommt weder in den Wurzelfasern des geleimten |125| Kornes, noch in den Stängeln, noch in den Wurzeln der Erdäpfelknollen vor, sondern nur um ihren gemeinschaftlichen Einsezpunkt, also gerade an den Stellen, wo sie das Austreten und die Assimilation der stärkmehlhaltigen Substanz begünstigen muß.

Wir wollen nun die vorhergehenden Daten benuzen, um die Zusammensezung des Stärkmehles zu bestimmen, so wie die Producte, welche durch Einwirkung der Diastase auf seine innere Substanz entstehen, die allein und sehr stark durch jene angegriffen wird; wir werden endlich zeigen, wie das Bersten zwischen den Bestandtheilen des Stärkmehles und das Zerreißen der Hülsen bei verschiedenen Verhältnissen von Diastase und bei verschiedener Dauer der Wirkung erfolgt.

Wir haben gesehen, daß die Diastase ihr zwei tausendfaches Gewicht Stärkmehl in dessen vierfachem Gewicht Wasser auflösen kann, wenn die Temperatur zwischen 65 und 75° C. erhalten wird.

Wenn man die Reaction unterbricht, indem man die Temperatur, sobald das Starkmehl flüssig geworden ist, auf 100° C. (80° R.) erhöht, und dann die Flüssigkeit zur Syrupsconsistenz abdampft, so ist die Masse nach dem Erkalten undurchsichtig; rührt man sie mit Wasser an, so bleibt ein großer Theil davon unaufgelöst;28) zieht man sie mit Wasser aus, bis sie ganz erschöpft ist, so bemerkt man unter dem Mikroskop eine große Anzahl von Hülsenresten; erhizt man sie auf 65° C. und erhält man sie einige Stunden lang mittelst einer Temperatur von 70 bis 80° C. in Wasser aufgelöst, so schlagen sich die Hülsen allmählich nieder; gießt man die Auflösung von diesen ab, dampft sie rasch ein und troknet den Rükstand in dünnen Schichten aus, so erhält man farbloses, durchscheinendes Amidon, welches nur noch Spuren von zwei unauflöslichen Substanzen und einige Hülsenüberreste enthält. Um das Amidon von diesen fremdartigen Substanzen zu reinigen, suspendirt man es in kaltem Wasser, |126| welches man beständig erneuert, bis es erschöpft ist, löst es dann in heißem Wasser auf und troknet endlich die abgegossene Flüssigkeit wie vorher ein.

Wir werden in Folgendem, um Umschreibungen zu vermeiden, die in den Hülsen des Stärkmehles enthaltene Substanz, welche man nach dem so eben beschriebenen Verfahren in fast ganz reinem Zustande erhält, Amidon nennen.

1. Eigenschaften des Amidons.
Verhalten desselben zum Wasser, Alkohol, Gerbestoff, Jod und Baryt.

Sezt man reines Amidon bei einer Temperatur von 15° C. (12° R.) feuchter Luft aus, so absorbirt es wie das Stärkmehl 20 bis 25 Proc. Wasser, indem es sich allmählich aufbläht. Derjenige Theil des Amidons, welcher in Folge einer großen Zertheilung desselben durch Wasser und Erwärmen, leicht in kaltem Wasser auflöslich zu seyn scheint, ist immer ein Product seiner Veränderung, denn er ist niemals farblos, niemals in fixem Verhältnisse und enthält stets auch reines Amidon mit allen seinen chemischen Eigenschaften. Nach zahlreichen Versuchen löst sich unverändertes Amidon nicht merklich in kaltem Wasser auf; nach gehöriger Vertheilung scheint es sich aber bei 65° C. darin aufzulösen.

Im Alkohol ist das Amidon unauflöslich; derselbe löst aber das wesentliche bittere Oehl der Hülsen auf. Aus seiner Auflösung in heißem Wasser wird das Amidon durch Alkohol in unverändertem Zustande niedergeschlagen.

Wenn man 1 Theil Stärkmehl in 100 Theilen Wasser auflöst, filtrirt und die Flüssigkeit nach dem Erkalten mit einer Auflösung von reinem Gerbestoffe versezt, so entsteht ein milchiger Niederschlag; Galläpfelabsud erzeugt einen graulichen Niederschlag. Eine Stärkmehlauflösung, welche vorher durch Jod gebläut wurde, wird durch Gallapfelauflösung augenbliklich entfärbt und es sezt sich dann ein graulicher Niederschlag ab. Die Hülsen des Stärkmehles werden durch Jod nicht mehr gebläut, wenn ihnen alles Amidon entzogen ist.

Eine erkaltete Amidonauflösung gibt mit Barytauflösung einen voluminösen, weißen, undurchsichtigen Niederschlag, der sich in einem geringen Ueberschuß von Wasser wieder auflöst. Wenn man durch diese Auflösung kohlensaures Gas leitet, so fällt kohlensaurer Baryt nieder und wird sie dann filtrirt und zur Trokniß abgedampft, so erhält man das Amidon in unverändertem, aber sehr fein zertheiltem Zustande.

Barytauflösung zieht das Stärkmehl sehr stark zusammen, selbst wenn es sich stark aufgebläht hat und seine Hülsen durch kochendes |127| Wasser geborsten sind. Basisch essigsaures Blei gibt mit Amidon einen Niederschlag, welcher sich selbst in überschüssigem Wasser nicht auflöst.

2. Verhalten der Diastase.

Um sich von dem Verhalten der Diastase zum Stärkmehl zu überzeugen, rühre man das Stärkmehl mit seinem fünffachen Gewichte kalten Wassers an und lasse 0,005 Diastase bei einer Temperatur von 70 bis 75° C. (56 bis 60° R.) darauf einwirken. Durch einen Tropfen Jodauflösung erfährt man, ob sich alles Amidon zersezt hat.29)

Man sieht dann die Hülsen als leichte Floken in der Flüssigkeit umherschwimmen, woraus sie sich langsam absezen; leztere sind ganz von Amidon befreit und werden durch Jod nicht mehr blau gefärbt. Die Quantität der Hülsen beträgt 0,0004 mit Inbegriff der unorganischen Körper (der Kieselerde, des kohlensauren und phosphorsauren Kalks) und der Spuren von wesentlichem Oehl; das Quantum dieser Substanzen wechselt bei verschiedenen Stärkmehlsorten zwischen 0,0004 und 0,001.

Wird die durch Diastase erhaltene Stärkmehlauflösung eingedampft und sorgfältig (bei 100° C. oder im troknen, luftleeren Raume) ausgetroknet, so erhält man ein Product, welches eben so viel wiegt als das angewandte Stärkmehl und die Diastase zusammengenommen; die Atome des Stärkmehles haben also durch den Einfluß der Diastase sich in einer anderen Ordnung an einander gereiht, aber ohne merklichen Verlust;30) die zwei neuen Substanzen, ein Gummi und ein Zuker, in welche das Starkmehl dadurch gänzlich umgeändert wurde, zeichnen sich durch eigenthümliche Eigenschaften aus.

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Ueber den Zuker und das Gummi, welche durch Einwirkung der Diastase auf das Amidon entstehen.

Diese beiden Substanzen haben folgende Eigenschaften, wodurch sie sich von dem Amidon unterscheiden, mit einander gemein.

Sie sind im Wasser und in schwachem Alkohol31) sehr leicht löslich; wenn ihre Auflösung eingedampft wird, halten sie das Wasser stark zurük.

Ihre Auflösung in Wasser wird weder durch Gerbestoffauflösung, noch durch Galläpfelinfusion, basisch essigsaures Blei, Kalk oder Baryt gefällt; Jod färbt sie nicht blau.

Durch folgende Eigenschaften unterscheiden sie sich aber wesentlich von einander:

Der Zuker löst sich in Alkohol von 84 Procent ohne Rükstand auf, während das Gummi durch denselben in hydratischem Zustande niedergeschlagen wird. Er hat einen sehr süßen Geschmak, während das Gummi fast geschmaklos ist. Lezteres ist in Alkohol von 0,30 leicht löslich, weniger in Alkohol von 0,45 und gar nicht in solchem von 0,50.

Der Zuker zerfällt, wenn er in Wasser aufgelöst ist, bei einer geeigneten Temperatur durch Hefe vollständig in Alkohol und Kohlensäure;32) das Amidongummi hingegen liefert unter denselben Umständen keinen Alkohol; lezteres ertheilt dem Viere seine schleimige Consistenz, wodurch die Kohlensäure zurükgehalten wird, und durch die es sich von anderen geistigen Getränken unterscheidet, welche aus zukerigen Substanzen bereitet wurden, die wenig oder kein Gummi enthielten. Vermischt man das Amidongummi mit seinem vierfachen Volumen Wasser, das ein Procent Schwefelsäure enthält und erhizt die Masse auf 100° C., so verwandelt es sich in Zuker.

Der Zuker, welchen die Diastase liefert, ist viel hygrometrischer und viel schwieriger auszutroknen als das Gummi; es gelang uns nicht, ihn in Krystallen zu erhalten; er erstarrt auch nicht zu einer Masse, wie der aus Stärkmehl mit Schwefelsäure bereitete Zuker.

Nach den Versuchen des Hrn. Biot dreht das aus Stärkmehl mittelst Diastase erhaltene Gummi die Polarisationsebene zur Rechten; man kann daher für dasselbe den Namen Dextrin oder Dextringummi 33) beibehalten.

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Bildung des Kleisters.

Wir glauben durch unsere Versuche erwiesen zu haben, daß das Stärkmehl aus Amidon und Hülsen besteht. Das Amidon macht 0,995 vom Gewicht des Stärkmehles aus; die übrigen 0,004 bis 0,005 bestehen aus mehreren Substanzen, welche an seiner Oberfläche ein sehr dünnes Häutchen bilden. Diese Häutchen sind mit einander durch dazwischenliegendes Amidon verbunden, das ihnen stark anhängt und sich in warmem Wasser ausdehnt. Dieser Hülse klebt außerdem eine sehr geringe Menge verschiedener anderer Substanzen an, besonders kohlensaurer und phosphorsaurer Kalk, Kieselerde und wesentliches Oehl, nebst anderen zufällig hinzukommenden Körpern.

Wenn man Wasser, worin Stärkmehl vertheilt ist, nach und nach bis zum Sieden erhizt, so bläht sich das Amidon, indem es die Flüssigkeit verschlukt, allmählich auf, dehnt dadurch die Hülse aus, und bringt sie zum Bersten. Der größte Theil des in Freiheit gesezten Amidons wird voluminöser werden und sich in der Auflösung verbreiten, während die Hülsen zusammenfallen und nur einen Theil Amidon zwischen sich zurükhalten. Wenn man auf einen Theil Stärkmehl hundert Theile Wasser anwendet, so kann das in Freiheit gesezte Amidon großen Theils durch ein doppeltes Filter gehen, während alle Hülsen mit dem zwischen ihnen befindlichen-Stärkmehle auf dem Papiere zurükbleiben; unter dem Mikroskope zeigen sie sich nun als zugerundete, unregelmäßige Säke.34) Beträgt das Wasser hingegen viel weniger, etwa nur das zehn- bis zwanzigfache Gewicht des Stärkmehles, so bildet das schwammige, aufgeblähte, den Hülsen anhängende Amidon das consistente Gemenge, welches man Kleister nennt.35)

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Wir theilten diese Abhandlung im polytechn. Journale Bd. L. S. 203 mit, und den Bericht von Dumas ebendaselbst S. 195. A. d. R.

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Die Gerste enthält eine um so größere Menge von Diastase, je gleichzeitlicher die Körner keimen und je mehr die Keimung bis zu dem Punkte vorschreitet, wo die Knöspchen eine gleiche Länge mit dem Korne erlangen. Bei den Bräuern enthält die gekeimte Gerste oft nicht ein Mal ein Tausendstel ihres Gewichtes Diastase, und selten mehr als zwei Tausendstel. A. d. O.

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Wenn man das kalte Wasser mit Weingeist vermischt, so erfolgt diese Fällung schleuniger und man hat dann auch keine freiwillige Veränderung zu, befürchten. Um zu erfahren, wie weit die Reaction der Diastase vorgeschritten ist, behandelt man die bis zu einem schwachen Häutchen eingekochte und erkaltete Masse (das rohe Dextrin) mit ihrem gleichen Gewichte Alkohol von 30° und süßt sie so lange mit heißem Alkohol aus, bis dieser nichts mehr auflöst; durch Abdampfen der geistigen Auflösung erhält man den Zuker, welchen man durch dreimaliges Auflösen in Alkohol von 33° und Wiedereindampfen reinigt.

Zieht man den vorher erhaltenen Rükstand mit kaltem Alkohol von 0,20 aus, so löst sich die gummige Substanz auf; um sie zu reinigen, troknet man sie, löst sie nochmals in schwachem Alkohol auf, filtrirt und dampft dann ab. Diese Operationen wiederholt man drei oder vier Mal, wodurch man das reine Dextringummi erhält. Der unauflösliche Rükstand enthält das Amidon, welches man durch abwechselnde Behandlung mit kaltem Wasser und solchem von 70° C. (56° R.) ebenfalls reinigen muß. A. d. O.

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Bisweilen bleibt eine geringe Quantität Amidon sehr fein zertheilt in dem Gemenge zurük, ohne daß das Jod seine Gegenwart anzeigt; trennt man dieses Amidon aber von dem Zuker durch Alkohol, so bleibt es mit dem Gummi zurük und scheidet sich von diesem, wenn man ihn in schwachem Alkohol von 0,30 oder 0,35 auflöst.

Stärkmehl, welches durch mehrstündiges Verweilen in Wasser sich stark aufgebläht und daher eine schwächere Cohäsion hat, wird durch die Diastase viel schneller verändert als solches, das vorher stark ausgetroknet wurde. A. d. O.

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Hr. Dumas hat einen sehr merkwürdigen mikroskopischen Versuch angestellt, um die Reaction der Diastase zu beobachten. Man bringt in ein kleines Grübchen zwischen zwei Glasplatten einige Tropfen Diastaseauflösung und mehrere Körner groben Stärkmehles und erhizt dann allmählich unter dem Mikroskop. Bei aufmerksamer Beobachtung sieht man, daß die Körner sich aufblähen, bersten und dann plözlich verschwinden. Bei der Temperatur von 70° C. erfolgt die Reaktion am schnellsten.

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In Alkohol von 95 Proc. löst sich keine von beiden auf.

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Das Amidon verwandelt sich nicht direct in diese beiden Substanzen.

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Hr. Dumas hat auf seiner lezten Reise durch mehrere Fabrikanten zu Lyon, Nimes und Marseille das Dextrin zum Appretiren und Druken seidener Gewebe versuchen lassen, und zwar mit sehr günstigem Erfolge.

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Die sorgfältig filtrirte Flüssigkeit enthält keine Hülsen, weil sich nach ihrer Behandlung mit Diastase keine aus ihr absondern. Auch kann man mit dem Mikroskope keine Spuren von solchen in ihr entdeken. A. d. O.

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Hr. Guérin hat kürzlich in den Annales de Chimie ebenfalls eine Abhandlung über das Stärkmehl bekannt gemacht. Er fand im Stärkmehl drei Substanzen, ein Amidin, ein Hülsenamidin und ein lösliches Amidin. Da sich Hr. Payen erbietet, durch directe Versuche zu beweisen, daß diese verschiedenen Stoffe bloß Gemenge des reinen oder veränderten Amidons mit den Hülsen sind, so theilen wir Guérin's Abhandlung unseren Lesern nicht mit und behalten uns vor auf dieselbe zurükzukommen, wenn dieser Gegenstand einmal in's Reine gebracht ist.

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