XXIII. Untersuchungen uͤber das Staͤrkmehl und die Diastase, von den HH. Payen und Persoz. Im Auszuge aus den Annales de Chimie et de Physique. August 1834, S. 337. Untersuchungen uͤber das Staͤrkmehl und die Diastase. Da das Staͤrkmehl ohne Zweifel eine der nuͤzlichsten Substanzen ist, so zweifeln wir nicht, daß einige neue Thatsachen uͤber die Natur und besonders uͤber 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 kraͤftige Wirkung der Diastase auf das Staͤrkmehl, welche wir in einer fruͤheren AbhandlungWir theilten diese Abhandlung im polytechn. Journale Bd. L. S. 203 mit, und den Bericht von Dumas ebendaselbst S. 195. A. d. R. beschrieben, wurde von den HH. Dumas und Robiquet bestaͤtigt; es blieb uns nun noch uͤbrig, die Resultate dieser Reaction zu bestimmen, den Siz des Amidons in den Pflanzen auszumitteln und zu untersuchen, welche naͤhere Bestandtheile derselben durch die Wirkung der Diastase veraͤndert werden, und welche hingegen die Wirkung dieses Stoffes hemmen; diese wichtigen Fragen wollen wir nun zu loͤsen versuchen. Schon bei unseren ersten Versuchen uͤber die Diastase hatten wir gefunden, daß wenn man ihre Wirkung auf das Staͤrkmehl zeitlich unterbricht, ein großer Theil der inneren Substanz des Staͤrkmehles aus seinen Huͤlsen unveraͤndert auszutreten scheint, indem er dem Einflusse der Diastase entgeht; wirkte aber der gebildete Zuker seinerseits auf denselben? Wurden die Huͤlsen veraͤndert? Erlitten die Koͤrper, welche gewoͤhnlich das Staͤrkmehl in den Pflanzentheilen begleiten, durch die Diastase Veraͤnderungen? Diese Fragen muͤssen geloͤst werden, wenn man die Diastase benuzen will, um die Zusammensezung des Staͤrkmehles auszumitteln. Die Erfahrung lehrt uns in dieser Hinsicht Folgendes: Wenn die Huͤlsen ein Mal vollstaͤndig 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 Staͤrkmehl 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 Veraͤnderung mehr. Die Diastase veraͤndert aber nicht nur die reinen Huͤlsen durchaus nicht, sondern auch eben so wenig 1) das Inulin, welches sich bekanntlich durch Schwefelsaͤure, Phosphorsaͤure, Salzsaͤure, Essigsaure etc. leicht in Zuker umwandelt; 2) das arabische Gummi, das die Schwefelsaͤure ebenfalls in Zuker verwandeln wuͤrde; 3) die gummige Substanz, welche durch Einwirkung der Diastase selbst entsteht und die sich, wie wir gezeigt haben, durch Wasser, das mir Schwefelsaͤure geschaͤrft ist, rasch in Zuker verwandelt; 4) den Holzstoff, welcher durch schwache Schwefelsaͤure ebenfalls in Zuker verwandelt wird. Die Wirkung der Schwefelsaͤure ist, wie man sieht, von derjenigen der Diastase sehr verschieden, denn leztere kann im Verlauf derselben Zeit sechszig Mal mehr Starkmehl aufloͤsen als die Saͤure; leztere hingegen verwandelt die vier vorher angefuͤhrten Substanzen, auf welche die Diastase ohne Einfluß ist, vollstaͤndig in Zuker; endlich wird auch die Wirkung der Diastase nicht aufgehoben, wenn die Fluͤssigkeit so viel kohlensaures Kali, Natron oder Kalk enthaͤlt, daß sie stark alkalisch reagirt. (Die Diastase kann auch dann noch auf das Staͤrkmehl wirken, wenn die Fluͤssigkeit einen geringen Saͤureuͤberschuß und verschiedene neutrale Salze enthaͤlt.) 5) und 6) Weder das Eiweiß noch der Kleber erleiden durch die Diastase eine Veraͤnderung. Da keine der vorhergehenden Substanzen die Wirkung der Diastase aufhaͤlt, so koͤnnen auch die Stoffe, in deren Begleitung sie bis jezt in der Pflanzenorganisation aufgefunden wurde, ihre Reaction auf das Staͤrkmehl weder verhindern, noch veraͤndern. Eine hinreichende Menge von Gerbestoffaufloͤsung verhindert die Wirkung der Diastase vollkommen; auch findet man in denjenigen Pflanzentheilen, wo die Umwandlung des Staͤrkmehles beendigt wird, wenig oder keinen Gerbestoff. Wir werden uͤbrigens sehen, daß der Gerbestoff mit der inneren Substanz des Staͤrkmehles eine bis jezt unbekannt gebliebene Verbindung bildet, von welcher unten die Rede seyn wird. Die Knochenkohle ist ohne Wirkung auf die Diastase; sie laͤßt sich also benuzen, um die Saͤfte, welche diesen neuen Stoff enthalten, zu entfaͤrben. Wir haben zur Bereitung der Diastase ein neues Verfahren ausgemittelt, welches wohlfeiler und leichter ausfuͤhrbar ist, als das in unserer ersten Abhandlung beschriebene. Es besteht in Folgendem: Man zerreibt frisch gekeimte Gerste in einem MoͤrserDie Gerste enthaͤlt eine um so groͤßere Menge von Diastase, je gleichzeitlicher die Koͤrner keimen und je mehr die Keimung bis zu dem Punkte vorschreitet, wo die Knoͤspchen eine gleiche Laͤnge mit dem Korne erlangen. Bei den Braͤuern enthaͤlt die gekeimte Gerste oft nicht ein Mal ein Tausendstel ihres Gewichtes Diastase, und selten mehr als zwei Tausendstel. A. d. O., befeuchtet sie mit ungefaͤhr der Haͤlfte ihres Gewichtes Wasser, und preßt dieses Gemenge stark aus; die davon ablaufende Fluͤssigkeit wird mit so viel Alkohol vermischt, als noͤthig ist, um ihre Klebrigkeit zu zerstoͤren und den groͤßten Theil der stikstoffhaltigen Substanz daraus niederzuschlagen, welche man dann abfiltrirt. Die mit Alkohol gefaͤllte und filtrirte Fluͤssigkeit liefert die unreine Diastase; um leztere zu reinigen, loͤst man sie noch drei Mal in Wasser auf und schlaͤgt sie jedes Mal mit uͤberschuͤssigem Alkohol nieder. Das lezte Mal wird sie auf einem Filter gesammelt, feucht von demselben abgenommen, in duͤnner 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 haͤlt sich uͤbrigens in trokner Luft sehr lange. Die Diastase kommt weder in den Wurzelfasern des geleimten Kornes, noch in den Staͤngeln, noch in den Wurzeln der Erdaͤpfelknollen vor, sondern nur um ihren gemeinschaftlichen Einsezpunkt, also gerade an den Stellen, wo sie das Austreten und die Assimilation der staͤrkmehlhaltigen Substanz beguͤnstigen muß. Wir wollen nun die vorhergehenden Daten benuzen, um die Zusammensezung des Staͤrkmehles 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 Staͤrkmehles und das Zerreißen der Huͤlsen bei verschiedenen Verhaͤltnissen von Diastase und bei verschiedener Dauer der Wirkung erfolgt. Wir haben gesehen, daß die Diastase ihr zwei tausendfaches Gewicht Staͤrkmehl in dessen vierfachem Gewicht Wasser aufloͤsen kann, wenn die Temperatur zwischen 65 und 75° C. erhalten wird. Wenn man die Reaction unterbricht, indem man die Temperatur, sobald das Starkmehl fluͤssig geworden ist, auf 100° C. (80° R.) erhoͤht, und dann die Fluͤssigkeit zur Syrupsconsistenz abdampft, so ist die Masse nach dem Erkalten undurchsichtig; ruͤhrt man sie mit Wasser an, so bleibt ein großer Theil davon unaufgeloͤst;Wenn man das kalte Wasser mit Weingeist vermischt, so erfolgt diese Faͤllung schleuniger und man hat dann auch keine freiwillige Veraͤnderung zu, befuͤrchten. Um zu erfahren, wie weit die Reaction der Diastase vorgeschritten ist, behandelt man die bis zu einem schwachen Haͤutchen eingekochte und erkaltete Masse (das rohe Dextrin) mit ihrem gleichen Gewichte Alkohol von 30° und suͤßt sie so lange mit heißem Alkohol aus, bis dieser nichts mehr aufloͤst; durch Abdampfen der geistigen Aufloͤsung erhaͤlt man den Zuker, welchen man durch dreimaliges Aufloͤsen in Alkohol von 33° und Wiedereindampfen reinigt.Zieht man den vorher erhaltenen Ruͤkstand mit kaltem Alkohol von 0,20 aus, so loͤst sich die gummige Substanz auf; um sie zu reinigen, troknet man sie, loͤst sie nochmals in schwachem Alkohol auf, filtrirt und dampft dann ab. Diese Operationen wiederholt man drei oder vier Mal, wodurch man das reine Dextringummi erhaͤlt. Der unaufloͤsliche Ruͤkstand enthaͤlt das Amidon, welches man durch abwechselnde Behandlung mit kaltem Wasser und solchem von 70° C. (56° R.) ebenfalls reinigen muß. A. d. O. zieht man sie mit Wasser aus, bis sie ganz erschoͤpft ist, so bemerkt man unter dem Mikroskop eine große Anzahl von Huͤlsenresten; erhizt man sie auf 65° C. und erhaͤlt man sie einige Stunden lang mittelst einer Temperatur von 70 bis 80° C. in Wasser aufgeloͤst, so schlagen sich die Huͤlsen allmaͤhlich nieder; gießt man die Aufloͤsung von diesen ab, dampft sie rasch ein und troknet den Ruͤkstand in duͤnnen Schichten aus, so erhaͤlt man farbloses, durchscheinendes Amidon, welches nur noch Spuren von zwei unaufloͤslichen Substanzen und einige Huͤlsenuͤberreste enthaͤlt. Um das Amidon von diesen fremdartigen Substanzen zu reinigen, suspendirt man es in kaltem Wasser, welches man bestaͤndig erneuert, bis es erschoͤpft ist, loͤst es dann in heißem Wasser auf und troknet endlich die abgegossene Fluͤssigkeit wie vorher ein. Wir werden in Folgendem, um Umschreibungen zu vermeiden, die in den Huͤlsen des Staͤrkmehles enthaltene Substanz, welche man nach dem so eben beschriebenen Verfahren in fast ganz reinem Zustande erhaͤlt, 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 Staͤrkmehl 20 bis 25 Proc. Wasser, indem es sich allmaͤhlich aufblaͤht. Derjenige Theil des Amidons, welcher in Folge einer großen Zertheilung desselben durch Wasser und Erwaͤrmen, leicht in kaltem Wasser aufloͤslich zu seyn scheint, ist immer ein Product seiner Veraͤnderung, denn er ist niemals farblos, niemals in fixem Verhaͤltnisse und enthaͤlt stets auch reines Amidon mit allen seinen chemischen Eigenschaften. Nach zahlreichen Versuchen loͤst sich unveraͤndertes Amidon nicht merklich in kaltem Wasser auf; nach gehoͤriger Vertheilung scheint es sich aber bei 65° C. darin aufzuloͤsen. Im Alkohol ist das Amidon unaufloͤslich; derselbe loͤst aber das wesentliche bittere Oehl der Huͤlsen auf. Aus seiner Aufloͤsung in heißem Wasser wird das Amidon durch Alkohol in unveraͤndertem Zustande niedergeschlagen. Wenn man 1 Theil Staͤrkmehl in 100 Theilen Wasser aufloͤst, filtrirt und die Fluͤssigkeit nach dem Erkalten mit einer Aufloͤsung von reinem Gerbestoffe versezt, so entsteht ein milchiger Niederschlag; Gallaͤpfelabsud erzeugt einen graulichen Niederschlag. Eine Staͤrkmehlaufloͤsung, welche vorher durch Jod geblaͤut wurde, wird durch Gallapfelaufloͤsung augenbliklich entfaͤrbt und es sezt sich dann ein graulicher Niederschlag ab. Die Huͤlsen des Staͤrkmehles werden durch Jod nicht mehr geblaͤut, wenn ihnen alles Amidon entzogen ist. Eine erkaltete Amidonaufloͤsung gibt mit Barytaufloͤsung einen voluminoͤsen, weißen, undurchsichtigen Niederschlag, der sich in einem geringen Ueberschuß von Wasser wieder aufloͤst. Wenn man durch diese Aufloͤsung kohlensaures Gas leitet, so faͤllt kohlensaurer Baryt nieder und wird sie dann filtrirt und zur Trokniß abgedampft, so erhaͤlt man das Amidon in unveraͤndertem, aber sehr fein zertheiltem Zustande. Barytaufloͤsung zieht das Staͤrkmehl sehr stark zusammen, selbst wenn es sich stark aufgeblaͤht hat und seine Huͤlsen durch kochendes Wasser geborsten sind. Basisch essigsaures Blei gibt mit Amidon einen Niederschlag, welcher sich selbst in uͤberschuͤssigem Wasser nicht aufloͤst. 2. Verhalten der Diastase. Um sich von dem Verhalten der Diastase zum Staͤrkmehl zu uͤberzeugen, ruͤhre man das Staͤrkmehl mit seinem fuͤnffachen 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 Jodaufloͤsung erfaͤhrt man, ob sich alles Amidon zersezt hat.Bisweilen bleibt eine geringe Quantitaͤt Amidon sehr fein zertheilt in dem Gemenge zuruͤk, ohne daß das Jod seine Gegenwart anzeigt; trennt man dieses Amidon aber von dem Zuker durch Alkohol, so bleibt es mit dem Gummi zuruͤk und scheidet sich von diesem, wenn man ihn in schwachem Alkohol von 0,30 oder 0,35 aufloͤst.Staͤrkmehl, welches durch mehrstuͤndiges Verweilen in Wasser sich stark aufgeblaͤht und daher eine schwaͤchere Cohaͤsion hat, wird durch die Diastase viel schneller veraͤndert als solches, das vorher stark ausgetroknet wurde. A. d. O. Man sieht dann die Huͤlsen als leichte Floken in der Fluͤssigkeit umherschwimmen, woraus sie sich langsam absezen; leztere sind ganz von Amidon befreit und werden durch Jod nicht mehr blau gefaͤrbt. Die Quantitaͤt der Huͤlsen betraͤgt 0,0004 mit Inbegriff der unorganischen Koͤrper (der Kieselerde, des kohlensauren und phosphorsauren Kalks) und der Spuren von wesentlichem Oehl; das Quantum dieser Substanzen wechselt bei verschiedenen Staͤrkmehlsorten zwischen 0,0004 und 0,001. Wird die durch Diastase erhaltene Staͤrkmehlaufloͤsung eingedampft und sorgfaͤltig (bei 100° C. oder im troknen, luftleeren Raume) ausgetroknet, so erhaͤlt man ein Product, welches eben so viel wiegt als das angewandte Staͤrkmehl und die Diastase zusammengenommen; die Atome des Staͤrkmehles haben also durch den Einfluß der Diastase sich in einer anderen Ordnung an einander gereiht, aber ohne merklichen Verlust;Hr. Dumas hat einen sehr merkwuͤrdigen mikroskopischen Versuch angestellt, um die Reaction der Diastase zu beobachten. Man bringt in ein kleines Gruͤbchen zwischen zwei Glasplatten einige Tropfen Diastaseaufloͤsung und mehrere Koͤrner groben Staͤrkmehles und erhizt dann allmaͤhlich unter dem Mikroskop. Bei aufmerksamer Beobachtung sieht man, daß die Koͤrner sich aufblaͤhen, bersten und dann ploͤzlich verschwinden. Bei der Temperatur von 70° C. erfolgt die Reaktion am schnellsten. die zwei neuen Substanzen, ein Gummi und ein Zuker, in welche das Starkmehl dadurch gaͤnzlich umgeaͤndert wurde, zeichnen sich durch eigenthuͤmliche Eigenschaften aus. 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 AlkoholIn Alkohol von 95 Proc. loͤst sich keine von beiden auf. sehr leicht loͤslich; wenn ihre Aufloͤsung eingedampft wird, halten sie das Wasser stark zuruͤk. Ihre Aufloͤsung in Wasser wird weder durch Gerbestoffaufloͤsung, noch durch Gallaͤpfelinfusion, basisch essigsaures Blei, Kalk oder Baryt gefaͤllt; Jod faͤrbt sie nicht blau. Durch folgende Eigenschaften unterscheiden sie sich aber wesentlich von einander: Der Zuker loͤst sich in Alkohol von 84 Procent ohne Ruͤkstand auf, waͤhrend das Gummi durch denselben in hydratischem Zustande niedergeschlagen wird. Er hat einen sehr suͤßen Geschmak, waͤhrend das Gummi fast geschmaklos ist. Lezteres ist in Alkohol von 0,30 leicht loͤslich, weniger in Alkohol von 0,45 und gar nicht in solchem von 0,50. Der Zuker zerfaͤllt, wenn er in Wasser aufgeloͤst ist, bei einer geeigneten Temperatur durch Hefe vollstaͤndig in Alkohol und Kohlensaͤure;Das Amidon verwandelt sich nicht direct in diese beiden Substanzen. das Amidongummi hingegen liefert unter denselben Umstaͤnden keinen Alkohol; lezteres ertheilt dem Viere seine schleimige Consistenz, wodurch die Kohlensaͤure zuruͤkgehalten wird, und durch die es sich von anderen geistigen Getraͤnken 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 Schwefelsaͤure enthaͤlt 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 Staͤrkmehl mit Schwefelsaͤure bereitete Zuker. Nach den Versuchen des Hrn. Biot dreht das aus Staͤrkmehl mittelst Diastase erhaltene Gummi die Polarisationsebene zur Rechten; man kann daher fuͤr dasselbe den Namen Dextrin oder Dextringummi 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 guͤnstigem Erfolge. beibehalten. Bildung des Kleisters. Wir glauben durch unsere Versuche erwiesen zu haben, daß das Staͤrkmehl aus Amidon und Huͤlsen besteht. Das Amidon macht 0,995 vom Gewicht des Staͤrkmehles aus; die uͤbrigen 0,004 bis 0,005 bestehen aus mehreren Substanzen, welche an seiner Oberflaͤche ein sehr duͤnnes Haͤutchen bilden. Diese Haͤutchen sind mit einander durch dazwischenliegendes Amidon verbunden, das ihnen stark anhaͤngt und sich in warmem Wasser ausdehnt. Dieser Huͤlse klebt außerdem eine sehr geringe Menge verschiedener anderer Substanzen an, besonders kohlensaurer und phosphorsaurer Kalk, Kieselerde und wesentliches Oehl, nebst anderen zufaͤllig hinzukommenden Koͤrpern. Wenn man Wasser, worin Staͤrkmehl vertheilt ist, nach und nach bis zum Sieden erhizt, so blaͤht sich das Amidon, indem es die Fluͤssigkeit verschlukt, allmaͤhlich auf, dehnt dadurch die Huͤlse aus, und bringt sie zum Bersten. Der groͤßte Theil des in Freiheit gesezten Amidons wird voluminoͤser werden und sich in der Aufloͤsung verbreiten, waͤhrend die Huͤlsen zusammenfallen und nur einen Theil Amidon zwischen sich zuruͤkhalten. Wenn man auf einen Theil Staͤrkmehl hundert Theile Wasser anwendet, so kann das in Freiheit gesezte Amidon großen Theils durch ein doppeltes Filter gehen, waͤhrend alle Huͤlsen mit dem zwischen ihnen befindlichen-Staͤrkmehle auf dem Papiere zuruͤkbleiben; unter dem Mikroskope zeigen sie sich nun als zugerundete, unregelmaͤßige Saͤke.Die sorgfaͤltig filtrirte Fluͤssigkeit enthaͤlt keine Huͤlsen, 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. Betraͤgt das Wasser hingegen viel weniger, etwa nur das zehn- bis zwanzigfache Gewicht des Staͤrkmehles, so bildet das schwammige, aufgeblaͤhte, den Huͤlsen anhaͤngende Amidon das consistente Gemenge, welches man Kleister nennt.Hr. Guérin hat kuͤrzlich in den Annales de Chimie ebenfalls eine Abhandlung uͤber das Staͤrkmehl bekannt gemacht. Er fand im Staͤrkmehl drei Substanzen, ein Amidin, ein Huͤlsenamidin und ein loͤsliches Amidin. Da sich Hr. Payen erbietet, durch directe Versuche zu beweisen, daß diese verschiedenen Stoffe bloß Gemenge des reinen oder veraͤnderten Amidons mit den Huͤlsen sind, so theilen wir Guérin's Abhandlung unseren Lesern nicht mit und behalten uns vor auf dieselbe zuruͤkzukommen, wenn dieser Gegenstand einmal in's Reine gebracht ist.