DIE BEDEUTUNG DES
AGETALDEHYDS BEI DER
ALKOHOLISGHEN GÄRUNG

H. VINKENBORG

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RIJKSüNiVEPSfT. :

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DIE BEDEUTUNG DES AGETALDEHYDS BEI DER
ALKOHOLISCHEN GÄRUNG.

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DIE BEDEUTUNG DES
AGETALDEHYDS BEI DER
ALKOHOLISCHEN GÄRUNG.

proefschrift ter verkrijging van den
graad van doctor in de wis- en natuur-
kunde aan de rijks-universiteit
te utrecht,
op gezag van den rector magnificus
jhr. dr. b. c. de savornin lohman
hoogleeraar in de faculteit der
rechtsgeleerdheid, volgens besluit
van den senaat der universiteit tegen
de bedenkingen van de faculteit der
wis- en natuurkunde te verdedigen
op donderdag 25 juni 1931
des namiddags te 3 uur

DOOR

HELENA VINKENBORG

GEBOREN TE WAGENINGEN

.\'\'^Ic - .V-

I:

Q f a „: 8 ^^m .m^t lt; -

Aan mijn Ouders
en Verloofde.

Het is mij een groote voldoening op deze plaats allen, die
op eenigerlei wijze hebben medegewerkt aan het tot stand
komen van dit proefschrift, dank te zeggen.

Deze dank geldt in het bijzonder:

U, Hoogleeraren der Wis- en Natuurkundige Faculteit, wier
colleges én practica mij van zooveel nut geweest zijn.

U, Hooggeleerde Schoorl ben ik zeer erkentelijk voor mijn
chemisch-pharmaceutische vorming; ik beschouw het als een
eer tot Uw leerlingen te behooren.

Hooggeleerde De Graaff, Hooggeachte Promotor. Het
getuigt van Uw ruime opvatting, dat Gij, onder de bijzondere
omstandigheden waaronder dit proefschrift bewerkt is, de
bereidwilligheid hebt gehad als mijn Promotor te willen
optreden. Door Uw boeiend onderwijs hebt Gij mijn belang-
stelling voor Microbiologie weten aan te wakkeren, hetgeen
mijn verdere studierichting bepaalde.

Bovendien heb ik U mijn botanisch-pharmaceutische oplei-
ding te danken.

Hooggeleerde Söhngen, het is mij een vreugde hier de
gelegenheid te kunnen aangrijpen U dank te zeggen voor al
hetgeen ik U verschuldigd ben. Uw steun en nooit verflau-
wende belangstelling voor mijn werk zijn mede oorzaak geweest,
dat ik dit onderzoek heb kunnen afsluiten.

Als een groot voorrecht beschouw ik het, ofschoon niet tot
Uw leerlingen behoorend, dit proefschrift onder Uw leiding
te hebben mogen bewerken, en door persoonlijken omgang
Uw meening omtrent de vele vraagstukken der Microbiologie
te hebben leeren kennen.

De buitengewone gastvrijheid, waarmede Gij mij in Uw
Laboratorium een zoo bevoorrechte plaats hebt gegeven, en

den vriendschappelijken omgang met U zal ik steeds met
groote erkentelijkheid erkennen.

U, Zeergeleerde Wierenga ben ik dankbaar voor Uw hulp
en prettige samenwerking. Daar ik steeds alle problemen ook
met U kon bespreken, hebt Gij, door menige raadgeving,
medegewerkt aan het tot stand komen van dit proefschrift.

Tenslotte een woord van dank aan de beide amanuenses van
het Laboratorium voor Microbiologie der Landbouwhoogeschool.

EINLEITUNG.

Trotzdem die praktische Bedeutung der alkoholischen
Gärung im Altertum schon allgemein bekannt war, wusste
man, bis Lavoisiers Untersuchungen am Ende des ISten
Jahrhunderts, von dem Chemismus nichts weiter, als dass
bei dieser Vergärung Kohlensäure und Alkohol entstehen.

Lavoisier war der erste, der es versuchte diesen Vorgang
quantitativ zu verfolgen.

Gay-Lüssac und Dumas gebühren die Ehre eine Formel
aufgestellt zu haben welche bis auf heute in Kraft geblieben ist:

CßHi^Oe = 2CO2 2C2H5OH.

Ein Teil des Zuckers wird jedoch durch die Hefe assimiliert
und ein äusserst geringer Teil verwandelt in Nebenprodukte.

Nachdem versuchte man eine genauere Einsicht in die
alkoholische Zuckergärung zu bekommen. Die hervorragendsten
Untersucher nehmen an, dass der Weg vom Zucker zum Alkohol
durch eine Reihe von Zwischenstufen führt, und diese Stufen-
reaktionen unter Einfluss verschiedener Enzyme vorsichgehen.
Die von diesen Untersuchern abgefassten Schemata haben
einen bedeutenden Berührungspunkt: und zwar dass dem
Acetaldehyd die zentrale Stellung im Abbauprozesse des
Zuckermoleküls zuerkannt wird. Dieser Acetaldehyd sollte
aus der Brenztraubensäure entstehen.

Zweck meiner Untersuchung war die alkoholische Vergärung
der Äpfelsäure durch Schizosaccharomyces Pombe zu erforschen.
Kluyver meint dass Äpfelsäure, sei es auch bei Anwesenheit
von Zucker, durch diese Hefe direkt verwandelt in Kohlen-
säure und Alkohol. Weil obenererwähntes Prinzip, dass man
den Prozess der alkoholischen Zuckergärung aufzufassen hat
als eine Reihenfolge von Reaktionen, angewandt wird auf fast
alle Prozesse der lebenden Natur, und der Acetaldehyd als
intermediäres Stoffwechselprodukt bei zahlreichen Mikroorga-
nismen, sowie bei höher entwickelten Pflanzen und Tieren

nachgewiesen sein sollte, wäre die Zerlegung der Äpfelsäure
durch Schizosaccharomyces Pombe (wobei ohnehin dieselben
Endprodukte entstehen als bei der alkoholischen Zuckergärung)
als eine Ausnahme von der , .allgemeinen Regelquot; zu betrachten.

Diese blosse Tatsache schien schon einer näheren Unter-
suchung wert.

Es ist kein Bedenken gegen das theoretische Auftreten des
Acetaldehyds als Zwischenprodukt bei dieser Spaltung, trotzdem
Milchsäure und ß Oxy-propionsäure durch Schizosaccharomyces
Pombe nicht in Gärung gesetzt werden. Man kann sich ja denken,
dass aus 1 Mol Äpfelsäure erst 1 Mol Kohlensäure entsteht, und
die hierbei gebildete Verbindung, der Formel CgHgOa ent-
sprechend, denselben Weg verfolgt als bei der alkoholischen
Zuckergärung :

QHeOs = CO2 -f CgHgOg (eins der vielen möglichen Isomere
von Methylglyoxal-hydrat).

Im Zusammenhang mit dieser Untersuchung musste auch
die alkoholische Zuckergärung selbst näher erforscht werden,
namentlich die zweite und dritte Vergärungsform. Nach
Neuberg tritt diese zweite Vergärungsform auf bei Hinzufü-
gung von Sulfit oder Dimedon, die dritte unter Einfiuss von
Alkali.

In dieser Dissertation werden die ersten Veränderungen
welche das Hexosemolekül erleidet, nämlich die Phosphory-
lierung, unberücksichtigt gelassen.

1. TEIL.

BEITRAG ZUR KENNTNIS DER ALKOHOLISCHEN
VERGÄRUNG DER ÄPFELSÄURE DURCH
SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE.

\'■s : ■

i. kapitel.

DIE ALKOHOLISCHE VERGÄRUNG DER ÄPFELSÄURE
DURCH SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE.

§ 1. ÄLTERE UNTERSUCHUNG.

Kluyver 1) u.a. haben bemerkt, dass Schiz. Pombe eine
grosse Menge Kohlensäure aus Äpfelsäure entwickeln kann.
Die Resultate von Kluyvers Untersuchung (angestellt mit
dem Vergärungsapparat von Van Iterson—Kluyver) sind:

1.nbsp;Die Zerlegung verläuft hauptsächlich nach der Gleichung:
COOH . CHOH . CHa. COOH = 2 COg CgHgOH.

2.nbsp;Die Vergärung findet nicht oder wenigstens nicht wahr-
nehmbar statt, wenn nicht zugleicher Zeit Zucker anwesend ist.

3.nbsp;Acetaldehyd ist kein Zwischenprodukt bei dieser Ver-
gärung.

Anlässlich der letzten FoWerung zitiere ich Kluyver Seite
146:

,,ln tegenstelling met hetgeen bij de waarnemingen van
Neuberg geconstateerd werd, waar althans als primair product
der vergisting aldehyd ontstaat (dat dan misschien voor een
gedeelte secundair in alcohol wordt omgezet), zou hier bij de
vergisting van appelzuur door S. Pombe het eerste geval gevon-
den zijn, waarin een niet-suiker direct in koolzuur en alcohol
wordt omgezet, al zouden deze producten dan ook niet in
dezelfde verhouding als bij de alcoholische gisting der suikers
gevormd worden.quot;

Und Seite ,150:

.,Van Neuberg\'s omzettingen, waarbij primair steeds alde-
hyden ontstaan, die dan wellicht gedeeltelijk in de overeen-
komstige alcoholen worden overgevoerd, wijkt het hierboven

1914nbsp;suikerbepalingen. Diss. Delft,

beschreven proces dus, behalve in de reeds vroeger vermelde
verschilpunten, ook in dit opzicht principieel af.quot;

Anlässlich dieses KLUYVERschen Urteils sei hier bemerkt,
dass dieses nicht fusst auf Untersuchungen, wenigstens werden
diese in seiner Dissertation nicht erörtert; es sei hier nur darauf
hingewiesen, dass Kluyvers dritte Folgerung, welche doch
sehr bedeutend ist, sich wahrscheinlich bloss auf Vermutung
gründet.

§ 2. EIGNE UNTERSUCHUNG.

Bei einigen vorläufigen Versuchen stellte sich heraus, dass
man um diese Vergärung zu untersuchen viel Hefe braucht.
Wegen Hochkommens unerwünschter Microben darf die Gärung
nicht zu lange währen; auf steriles Arbeiten wurde verzichtet.
Auch Wachstum soll ausgeschlossen werden, da die Absicht
vorlag nur die Gärung zu studieren i). Deshalb wurden keine
Nahrungssalze hinzugefügt, und als Gärungstemperatur
38—40° C gewählt. Durch Zählung der Hefezellen vor, während
und nach dem Versuch war festgestellt, dass kein Absterben
stattgefunden hatte bei einer Anfangskonzentration der Äpfel-
.säure von 2—3 %.

Es hält schwer über grosse Quantitäten Schiz. Pombe zu
verfügen, während es so leicht ist zu Saccharomyces cerevisiae
zu gelangen, den man von einer Presshefefabrik oder Brauerei
bezieht.

Die Züchtung der Hefe Pombe.

Schiz.Pombe wächst verhältnismässig langsam, deshalb habe
ich folgendermassen verfahren:

Erst wurde kultiviert auf Würzeagar (5° Balling), schwach
angesäuert mit Milchsäure. Nach 24stündigem Stehen bei
ungefähr 30° C wurden 4 Erlenmeyerkolben, jeder mit 200 ccm
schwach angesäuerter steriler Malzwürze (10° Bllg),mitder
auf dem Würzeagar gewachsene Hefemasse beimpft, und diese
Kolben blieben ungefähr einen Tag lang in Schüttelbewegung
bei zirka 30° C. Ihr Inhalt wurde schliesslich ausgegossen in

1) A. J. Kluyver, Biochemische suikerbepalingen. Diss. Delft,
1914, 44.

einen birnenförmigen Kolben, der 3.2 L. sterile Malzwürze
enthielt, und dieser Kolben wurde 2 Tage lang geschüttelt
bei 30° C, so dass die Flüssigkeit soviel wie möglich der Luft
ausgesetzt war. Die Hefe wurde gleich oder nach einer Nacht
Stehens abzentrifugiert und dreimal gewaschen mit Wasser.

Ausführung des Versuchs und Nachweis der End-
produkte.

Einer Suspension von Schiz.Pombe in Wasser wurde 2 bis
3 % Äpfelsäure zugefügt. Diese Vergärung geschah in einem
flachen Kolben (siehe Zeichnung 1), der in einem Wasserbad
von 38—40° C in regelmässig schüttelnder Bewegung gehalten
wurde. Das Gas ist in Büretten über gesättigter Kochsalz-
lösung aufgefangen worden.

Bald stellte sich heraus, dass die optisch inaktive Äpfel-
säure nicht vergoren wurde nach der KLüYVERschen Gleichung.
Aus der natürlichen linksdrehenden Säure entstand viel mehr
Kohlensäure als aus der inaktiven. Aus Links-Äpfelsäure
wurden Kohlensäure und Alkohol gebildet.

Quantitative Analyse der ausgegorenen Flüssigkeit.

A . Bestimmung der entwickelten Kohlensäure.

Neben der obenunischriebenen volumetrischen Methode ist
zur Kontrolle auf gra-
vimetrischem Wege
die Kohlensäure be-
stimmt , und zwar in-
dem das entweichen-
de getrocknete Gas
\' absorbiert wurde in
einem Kaliapparat,
der vor und nach dem
Versuch gefüllt mit

Wasserstoff gewogen ^ quot;Tquot; Zeichnung 1.
War.

Die ganze Anordnung ergibt sich aus Zeichnung 1.

Der Schüttelkolben a trägt einen Tropftrichter; der Trocken-
turm b und die U-Röhre e sind angefüllt mit Chlorcalcium-

Stückchen 1). Der Kaliapparat c ist gefüllt mit konzentrierter
Kalilauge, und die U-Röhre e ist mit Natronkalkstückchen
beschickt; f ist eine Natronkalkröhre, deren rechte Schenkel
mit Chlorcalcium gefüllt ist. Um von aussen zutretende
Kohlensäure und Wasserdämpfe abzuhalten dient die Röhre g,
deren innerer, dem Apparat zugewendeter Schenkel Chlor-
calcium-Stücke, der äussere Natronkalk enthält.

Nach Ablauf der Vergärung, nach ca. 8 Stunden, musste die
zurückgehaltene Kohlensäure ausgetrieben werden, wozu durch
den Tropftrichter Wasserstoffperoxyd zugefügt wurde. Schliess-
lich ist der Sauerstoff durch Wasserstoff verdrängt worden.

Bei Verwendung einer grossen Quantität Hefe entstehen
immer bedeutende Mengen Kohlensäure und Alkohol durch
Selbstgärung. Zwar enthält Schiz.Pombe kein Glycogen, aber
doch ein andres Reservekohlehydrat. welches eine bedeutende
Selbstgärung veranlasst.

Deshalb ist erst 2.5 g 1-Äpfelsäure zur Vergärung gebracht
worden, und danach unter genau denselben Verhältnissen 1.5 g.
Dann sind die Kohlensäuremengen von einander abgezogen
worden, um das Quantum Kohlensäure zu finden, welches aus
1 g 1-Säure entsteht.

Bei der Ermittlung der Menge des gebildeten Alkohols
wendet man denselben Kunstgriff an.
Als Beispiel möge hier eine Analyse folgen:
Zwei Mengen von je 35 g zentrifugierter gewaschener Hefe
Pombe wurde 2.5, bezw. 1.5 g 1-Äpfelsäure hinzugefügt,
und das Volumen mit Wasser auf 100 ccm aufgefüllt. Die
Gärung wurde bei 39° C vorgenommen.

Gewichtsanalytische Methode:

Aus 2.50 g 1-Äpfelsäure war 1.60 g COg gebildet,
» 1-50 g „ ., 0.93 g „

Aus 1.00 g l-Äpfelsäure war 0.67 g COg gebildet =

= 67% vom Gewichte der Äpfelsäure.

1) Da das käufliche Chlorcalcium stets Kalk enthält der Kohlen-
dioxyd zurückhalten würde, so musste das Chlorcalcium vor dem Ge-
brauch mit Kohlendioxyd gesättigt werden. Hierauf verdrängt man das
Kohlendioxyd durch Kohlensäurefreie Luft.

Volumetrische Methode:

Abgelesenes Volumen CO2nbsp;in ccm.

2.5nbsp;g l-Säurenbsp;1.5 g 1-Säure

Nach I Stundenbsp;193nbsp;169

„ „ »nbsp;365nbsp;297

» „nbsp;517nbsp;403

„ » „nbsp;644nbsp;482

625

Aus 2.5 g 1-Äpfelsäure entwickelte sich 948 ccm COg,
.. 1.5 g „nbsp;„nbsp;,, 625 ccm „

Aus 1 g ]-Äpfelsäure entwickelte sich 323 ccm CO2 =
— 646 mg = 65 % vom Gewichte der Äpfelsäure.

B. Bestimmung des gebildeten Alkohols.

In einem Gärungskolben wurde 60 g gewaschene zentrifu-
gierte Hefe hineingebracht, und mit Wasser
auf 100 ccm verdünnt. Dieser Kolben
trug einen Kühler; das obere Ende des
Kühlrohrs war verbunden mit 3 Erlen-
meyerkölbchen, jedes mit 25 ccm Wasser.
Nach dem Verlassen des Kolbens streicht
die abgekühlte Kohlensäure durch das
Wasser, wo etwaiger Alkohol zurückge-
halten wird. Schliesslich wurde das Gas
in einer Bürette über einer gesättigten
Kochsalzlösung gesammelt (siehe Zeich-
nung 2). Dieses Verfahren bezweckte
9-lso ein Entweichen des Alkohols zu
verhindern. Die Äpfelsäurekonzentration
wurde auf 3 % gehalten, und wenn 1 g
Säure vergoren war, musste dieses Gramm
angefüllt werden, was geschah indem man die Säure in
offnem Röhrchen durch den Kühler hinuntergleiten Hess. Und
so konnte in 10 Stunden 13 bis 14 g Säure vergoren werden.

Die Bedeutung des Acetaldehyds bei der alkoholischen Gärung.nbsp;2

Nach Ablauf der Vergärung ist der Inhalt der Erlenmeyer-
kölbchen durch den Kühler hineingespült, der Inhalt des
Kolbens zentrifugiert, und die Hefe dreimal mit ungefähr
50 ccm Wasser gewaschen.

Die abzentrifugierte Flüssigkeit und das Waschwasser sind
nach Ansäuerung destilliert; dieses Destillat ist durch wieder-
holtes Destillieren konzentriert, und das spezifische Gewicht
mit Hilfe eines Pyknometers zur Feststellung des Alkohols-
gehalts bestimmt worden.

Hier folgt ein Beispiel:

Aus 12.97 g 1-Äpfelsäure war 5.51 g Alkohol gebildet
quot;nbsp;g »nbsp;» 4.51 g „

Aus 3.04 g 1-Äpfelsäure war 1.00 g Alkohol gebildet =
= 33 % vom Gewicht der Äpfelsäure.

Rechts-Äpfelsäure wird nicht vergoren:

Eine Suspension von Schiz.Pombe zusammengebracht mit
2 % d-Äpfelsäure ergab keine Kohlensäureentwicklung bei
38 bis 40° C. Nach 8 Stunden war keine Verwandlung dieser Säure
eingetreten; das durch Perforation mit Äther und Wegdampfen
des Äthers erlangte Residuum bestand aus der ursprünglichen
Äpfelsäure.

In derselben Weise ist die Vergärung der neutralen und sauren
Salze der 1-Äpfelsäure untersucht worden.

§ 3. DAS RESULTAT.

Aus einer Reihe von Bestimmungen ging hervor, dass aus
1-Apfelsäure 63 bis 67 % CO^ gebildet wurde, und 30 bis 33 %
Alkohol; dass also die Vergärung der l-Äpfelsäure stattfindet
nach der Gleichung:

C4H6O5 = 2 CO2 C2H5OH.

Diese Vergärung verläuft glatt ohne die Anwesenheit von
Z ticker.

Neutrale Malaten der 1-Säure werden nicht vergoren. Saure
Malaten der 1-Säure zum Teil.

ii. kapitel.

VERSUCHE MIT PRESS-SAFT.

Eine der Fragen, welcher wir bestimmt näher treten sollen,
ist diese: Kommt das Enzym das die Äpfelsäurevergärung
bewirkt auch in dem Press-saft des Schizosaccharomyces
Pombe vor?

Um diese Frage beantworten zu können, bereitete ich den
Press-saft der Hefe Pombe nach dem klassischen Verfahren
Buchners 1). Die Hefe wird in ein Presstuch eingeschlagen,
und in einer hydraulischen Presse bei 50 Atmosphären während
5 Minuten ausgepresst; darauf wird sie gemengt mit der gleichen
Gewichtsmenge Quarzsand und des Gewichts an Kieselgur,
und durch ein Sieb geschlagen. Dieses Gemisch wird in einem
Mörser portionenweise bis zum Zusammenballen zerrieben.
Diese Masse liefert, nach Einschlagen in ein mit kaltem Wasser
gut durchtränktes und bei 50 Atmosphären ausgepresstes
Presstuch, in der hydraulischen Presse bei einem bis zu 300
Atmosphären steigenden Druck den Press-saft.

Zuerst lag 275 g Schiz.Pombe vor, später 465 g, und bevor
die Masse gepresst wurde kontrollierte ich mikroskopisch dass
die Hefezellen zerrissen waren.

Nach dem Abfiltrieren stellten sich die Press-säfte als nicht
gärkräftig heraus; zusammengebracht mit Traubenzucker,
bezw. gepufferter Brenztraubensäure 2), gepufferter Äpfel-
säure trat anfänglich eine geringe Kohlensäureentwicklung
em, die aber nicht in Gang blieb; niemals kam es zur Gärung.

Aus Schiz.Pombe kann man also ebensowenig als aus Ober-
hefen einen gärwirksamen Press-saft gewinnen.

Münchsnbsp;^ Büchner und M. Hahn, Die Zymasegärung.

2) Siehe diese Diss. 20.

iii. kapitel.

DIE VERGÄRUNG DER ÄPFELSÄURE VERGLICHEN
MIT DER DER BRENZTRAUBENSÄURE.

Fügt man einer Äpfelsäurevergärung Kalilauge oder wäs-
serige Ammoniaklösung hinzu, so verläuft die Gärung schneller
trotzdem diese Flüssigkeit nun weniger freie Äpfelsäure
enthält:

I. Versuch.

Einer Suspension von 5 g zentrifugierter gewaschener Hefe
Pombe in Wasser wurde 2 g 1-Äpfelsäure hinzugefügt, und
0, bezw. 5, 10, 15 ccm n-Kalilauge. Das Gesamtvolumen
betrug 100 ccm. Die Kohlensäure wurde in Büretten über
gesättigter Kochsalzlösung gesammelt. Die Vergärung geschah
bei 36° C.

Das Ergebnis ist in der nachstehenden Tabelle zusammen-
gefasst :

i. tabelle a.

Abgelesenes Volumen COg in ccm.

O ccm n-KOH 5 ccm n-KOH 10 ccm n-KOH 15 ccm n-KOH
Nach 5 Min.

opl^^ Kolben sind gefüllt, gleich darauf in ein Wasserbad von
Jb C eingesenkt, und m schüttelnder Bewegung gebracht. Anfangs
entweicht also Gas (Luft) durch Ausdehnung, ßiesl Lnge ist meistens
nicht bestimmt, und m diesen Ablesungen mit einbegriffen.

2) Versuch abgebrochen.

i. tabelle b.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.
O ccmn-KOH 5 ccm n-KOH lOccmn-KOH 15ccmn-K0H

Nach 5 Min. -nbsp;-

n. Versuch.

Dieser Versuch wurde angestellt wie Versuch I, aber statt
KOH 0, bezw. 2, 3, 4 ccm 10 % NH^OH hinzugefügt.

In den Ansätzen entwickelten sich folgende Mengen Kohlen-
säure :

ii. tabelle a.

Abgelesenes Volumen COg in ccm.

;cm 10 %
NH4OH

50 50nbsp;48

54 66nbsp;63

58 83nbsp;77

62 98nbsp;91

66 113nbsp;103

69 128nbsp;115

Am Ende der Vergärung nach dem Ansäuern:
—nbsp;—nbsp;148nbsp;234

Hieraus geht hervor:

ii. tabelle b.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

^^T^\'^i^/Zo 3 ccm 10% 4 ccm 10 o/
NH4OH NH4OH NH^OHT® NH4OH.

4nbsp;16nbsp;15nbsp;10

4nbsp;17nbsp;14nbsp;8

4nbsp;15nbsp;14nbsp;8

4nbsp;15nbsp;12nbsp;7

3nbsp;15nbsp;12nbsp;7

Neuberg und seine Mitwirker i) haben herausgefunden, dass
Brenztraubensäure und höhere Ketosäuren durch lebende
Hefe und Hefepräparate schnell in Kohlensäure und Aldehyd
zerlegt werden. Diese Umwandlung ist also rein enzymatischer
Natur, und das Enzym erhielt den Namen: Carboxylase.

Die Vergärung von Kaliumpyruvinat verläuft nach Neu-
berg 2) in derselben Weise:

2 CH3 . CO . COOKnbsp;= 2 CH, . CHO K^CO^ CO,.

Welche Auffassung wir uns von der Vergärung der Pyru-
vinate zu machen haben ist mir nicht klar, denn im Jahre
1927 äussert Neuberg sich folgendermassen : ,,es ist zwei-
felhaft, ob die brenztraubensauren Salze überhaupt die Zellhaut
durchdringen, d. h. ob aus einer überschüssige Hydroxyl-
ionen enthaltenden Flüssigkeit Alkalipyruvinat in die Hefe
gelangt\'\'.

1)0. Neüberg mit A. Hildesheimer, L. Karczag, T. Kerb und
Iiquot;nbsp;Hefegärungen. I-Xl\'. Biochem Z

U^\' Neuberg, Carboxylase. Abderhalden, Handbuch der bio-
logischen Arbeitsmethoden IV, 1, 568nbsp;UCX UIU

Vergärungsgeschwindigkeit der Brenz-
iS, 476 (1927)nbsp;zusammenhängende Fragen. Biochem. z.

Und später gibt er die Erklärung, weshalb Kaliumpyruvinat
zum Teil in Gärung versetzt werden kann : „nämlich insoweit
als es durch saure Puffer des Zellinhalts in die Reaktionsform
verwandelt wirdquot;.

Es schien mir wünschenswert zu untersuchen, ob Alkali
einen ähnlichen Einfluss ausübt auf die Geschwindigkeit der
Brenztraubensäurevergärung durch Presshefe.

III. Versuch.

(Für diese Messungen wurde die Brenztraubensäure in vacuo
fraktioniert).

Eine Suspension von 5 g Presshefe in Wasser wurde mit
1 g Brenztraubensäure und 0, bezw. 1, 2, 3, 4, 5, 10 com
n-KOH versetzt, und das Volumen mit Wasser verdünnt auf
100 ccm. Zum Vergleich führe ich einen Gäransatz mit 1 %
Traubenzucker an. Die Gärungen wurden bei 36° C vorge-
nommen.

in. tabelle a zeigt die Ergebnisse.

Nach beendeter Vergärung wurde durch Hinzufügung von
konzentrierter Salzsäure die zurückgehaltene Kohlensäure
ausgetrieben, und aus der Gesamtmenge Kohlensäure muss
man also die Schlussfolgerung ziehen, dass (der Äpfelsäure-
vergärung durch Schiz. Pombe entsprechend) Kaliumpy-
\'yuvinat nicht vergoren wird.

Aus III. tabelle a kann die Gärgeschwindigkeit pro 5
Minuten gefunden werden (siehe iii. Tabelle b).

Aus diesen Tabellen geht hervor, dass im Gegensatz zu der
Äpfelsäurevergärung die Brenztraubensäurevergärung nicht
beschleunigt wird durch teilweises Neutralisieren; die Carboxy-
lase hat sein Optimum bei höherem Säuregrad als das Enzym,
welches die Äpfelsäurevergärung bewirkt.

Nach Kluyver ») werden Lösungen von 1 % Brenztrauben-
säure und 1 % Traubenzucker gleich schnell vergoren; dies
ist insofern richtig, dass die Brenztraubensäurevergärung

1- c. 3) S. 14, 478.

«J In allen Versuchen mit Presshefe ist ,.Koningsgistquot; der ,,Neder-
iandsche Gist- en Spiritusfabriekquot; zu Delft benutzt worden.
1914 141^ Kluyver, Biochemische suikerbepalingen. Diss. Delft,

III. TABELLE A.

Abgelesenes Volumen COg in ccm

^nbsp;2 ccm

n-KOH n-KOH n-KOH

56nbsp;56nbsp;51

83nbsp;81nbsp;73

104nbsp;101nbsp;91

121nbsp;117nbsp;107

134nbsp;131nbsp;121

146nbsp;143nbsp;131

Am Ende der Vergärung nach dem Ansäuern-

,83

III. TABELLE B.

Gärungsgeschwindigkeit in ccm COg.

O ccm
n-KOH

26
27
21
17
13
12

anfangs ungefähr ebenso schnell verläuft, aber bald nachlässt,
wie aus Figur 1 ersichtlich ist. Wahrscheinlich muss dies dem
schädigenden Einfluss von freier Brenztraubensäure auf die

40

20

10

5 10 15 20 25 30

Zeit in Minuten,
Figur 1.

Verlauf der Gärgeschwindigkeiten bei Vergärung
von 1 o/j, iger Glucose- und 1 o/o iger Brenztrauben-
säurelösung durch Presshefe.
A = 1 o/o Glucose,
B = 1 0/^ Brenztraubensäure.

Wirkung der Carboxylase zuzuschreiben sein i). Diese Schädi-
gung tritt bei der Äpfelsäure Vergärung nicht auf. Die Brenz-
traubensäure ist eine sehr stark dissoziierte Säure, was in der
Dissoziationskonstante: K=5,6 X lO-i zum Ausdruck kommt.
Der entsprechende Wert für Äpfelsäure beträgt 4 X 10quot;^

1) c. Neuberg, Biochem. Z. 71, 70 (1915).

iv. kapitel.

UNTERSUCHUNG NACH DER BILDUNG DES
ACETALDEHYDS ALS ZWISCHENPRODUKT.

§ 1. PRINZIP DER METHODEN.

Im II. Teil, der handelt von der alkoholischen Zucker-
gärung, werden die verschiedenen Gärungsschemata ausein-
andergesetzt. Hier sei nur darauf hingewiesen, dass allgemein
als sicher gilt, dass Acetaldehyd als Zwischenprodukt bei
dieser Umsetzung auftritt, nachdem es Neuberg und seinen
Schülern gelang mittels Abfangmittel den Acetaldehyd fest-
zulegen .

Neuberg und FäRBER i) fanden dass, im Gegensatz zu der
freien schwefligen Säure und zu den sauren Sulfiten, die neutra-
len schwefligsauren Salze derart ungiftig sind, dass in ihrer
Gegenwart eine beträchtliche Zuckermenge vergoren werden
kann durch eine kleine Quantität Hefe.

Danach versuchten Neuberg und Reinfurth 2) mit diesen
Salzen den Acetaldehyd zu fixieren, und es gelang ihnen
Mengen Acetaldehyd und Glycerin bis 73 % der theoretisch
möglichen Mengen zu isolieren.

Die Reaktionen, welche in dem Gärgut vors ichgehen, sollen
wir uns nach Neuberg wie folgt formulieren:

1)nbsp;C. Neuberg und E. FäRBER, Über den Verlauf der alkoholi-
schen Gärung bei alkalischer Reaktion. Biochem. Z. 78, 238 (1917)

2)nbsp;C. Neuberg und E. Reinfurth, Die Festlegung der Aldehydstufe

bei der alkoholischen Gärung. Biochem. Z. 89, 365 (1918)- Natür-
liche und erzwungene Glycerinbildung bei der alkoholischen Gärung.
Biochem Z. 92, 234 (I9I8); Weitere Untersuchungen über die korre-
lative Bildung von Acetaldehyd und Glycerin bei der Zuckerspaltung
und neue Beiträge zur Theorie der alkoholischen Gärung. Ber. 52,
1677 (1919J,

tt^Lt-^V^^^^^^^nbsp;Kobel, Abfangverfahren. Abderhalden,

Handbuch der biologischen Arbeitsmethoden IV, 1, 593.

CeHiaOß NagSOs K^O = CgHiA (OH) (SOgNa) -f NaOH,
C6Hi205(OH) (SOgNa) =

OH

= Ha iCßHiaOe CH3 — C - COOH,

SOgNa
OH

CHg — C — COOH = CH3 — C — H CO2,

Inbsp;I

SOgNanbsp;SOgNa

NaOH CO2 = NaHCOg ^ | Na2C03 ^ HgO ICO2.

Nach Beendigung der Gärung kann man den Acetaldehyd
freimachen und quantitativ bestimmen.

Neuberg und Reinfurth i) haben noch eine andre Methode
3-Usgearbeitet um Acetaldehyd festzulegen. Diese gründet
Sich auf die Tatsache, dass der Aldehyd sich leicht kondensiert
init2MolDimethyl-hydro-resorcin (Dimethyl-cyclo-hexandion),
der Kürze halber Dimedon genannt, unter Abspaltung von
1 Mol Wasser zum Aldomedon, während Zucker zu keiner Um-
setzung mit Dimedon imstande ist.

CO

HgC CHa
(CHa)^ C CO

CO

HC CHa
(OH)C C(CH3)2

CH,

^ ?• Neuberg und E. Reinfurth, Ein neues Abfangverfahren und
e Anwei
(1920).

CHa

CO CH CO

CH2nbsp;CH2

Das Aldomedon wird gereinigt und gewogen.

§ 2. DAS ABFANGEN DES ACETALDEHYDS MIT
NATRIUMSULFIT UND DIMEDON BEI DER ÄPFEL-
SAURE VERGÄRUNG.

Zu der Sulfitgärung der Brenztraubensäure ist die Zugabe
eines Puffers erforderlich wegen der starken Acidität dieser
Säure. In dieser Weise gelang es Neuberg bei der Vergärung
der Brenztraubensäure den Acetaldehyd in grosser Menge zu
isolieren!) (91% der theoretischen Menge). Nach meiner
Ansicht vergisst obengenannter Untersucher, dass bei der
Brenztraubensäurevergärung der Aldehyd Endprodukt ist,
so dass hier von ,,Abfangenquot; gar nicht die Rede sein kann:

CHg. CO . COOK = CO2 CH3. COH.

Wendet man Neubergs Methode auf die Äpfelsäurevergä-
rung an, so entstehen allerhand Schwierigkeiten. Entweder
die Flüssigkeit wird zu alkalisch, so dass keine Vergärung mehr
eintreten kann, oder das Gärgut ist zu sauer, riecht nach
schwefliger Säure; möglicherweise vergären kleine Mengen
Äpfelsäure. In keinem Falle aber war ich imstande bedeutende
Mengen Acetaldehyd nachzuweisen, d.h. keine grösseren Quan-
titäten als die, welche aus der Hefe selber unter Einfiuss des
Sulfits entstehen können.

1) C. Neuberg und E. Reinfurth, Über die Vergärbarkeit der
Brenz^raubensäure^^unter den Bedingungen des Abfangverfahrens.

Auch bei Anwendung von Dimedon konnte kein Aldomedon
.»abgefangenquot; werden.

Im II. Teil wird der wahrscheinliche Grund dazu erörtert.

Diese unbefriedigenden Resultate sind Ursache, dass die
alkoholische Zuckergärung einer eingehenden Studierung unter-
zogen werden musste.

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IL TEIL.

DIE ALKOHOLISCHE ZUCKERGÄRUNG.

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M- ■nbsp;/J\'^^ï

i. kapitel.

DIE BESTEHENDEN AUFFASSUNGEN ÜBER DEN
CHEMISMUS DER ALKOHOLISCHEN ZUCKERGÄRUNG.

Anfangs suchte man den Gärchemismus in einer einzigen
chemischen Gleichung zu schreiben. Weil die Mengen der
gebildeten Endprodukte mit den äussern Umständen wechselen,
befriedigte eine derartige Schreibweise nicht.

Andre Untersucher nahmen an, dass jedes Endprodukt aus
einem einzigen Prozesse entstand.

Zwischen diesen beiden Auffassungen steht die Ansicht, dass
quot;lan den Gärungsprozess aufzufassen hat als eine Reihenfolge
verschiedener Reaktionen, die ineinander greifen. Dies ist die
heute fast allgemein gültige Vorstellung.

Nachdem Neuberg und seine Mitwirker 1912 dargetan
haben, dass die Hefe imstande ist Brenztraubensäure unter
Bildung von Acetaldehyd und Kohlensäure zu zerlegen, und
^ ihnen gelang unter Benutzung von Abfangmitteln grosse
^engen Acetaldehyd zu isolieren, hat man allgemein Neubergs
nsicht beigestimmt, dass man die Brenztraubensäure als die
Muttersubstanz des Aldehyds betrachten soll, und dieser
Acetaldehyd bei der normalen alkoholischen Gärung zu Äthyl-
alkohol reduziert wird.
Fast allgemein nimmt man mit Neüberg i) an, dass die
renztraubensäure aus dem Methylglyoxal hervorgeht; nach
ebedew 2) aber ist die Vorstufe der Brenztraubensäure
ycerinsäure. Kostytchew 3) dagegen war ursprünglich der
nsicht, dass das Zuckermolekül in irgendeiner Weise 2 Mol

hoil t?quot;^quot;® Liste der Abhandlungen Neubergs in A. Harden, Alco-

^iic Fermentation.
2\\nbsp;Der gegenwärtige Stand des Gärungsproblems.

Lebedew, Über den Chemismus der alkoholischen
47, 667 (1914); Z. physiol. Chem. 132, 285 (1924).
liscLn V ,nbsp;Bildung von Acetaldehyd bei der alkoho-

Z T^W-nbsp;Ber. 45, 1289 (1912); Über Alkoholgärung.

Piiysiol. Chem. 79, 130, 359 (1912).

® Bedeutung des Acetaldehyds bei der alkoholischen Gärung.nbsp;3

Brenztraubensäure liefert neben 4 labilen Wasserstoffatomen,
welche, nachdem sie ,,vorläufig aufgehobenquot; sind, die Reduk-
tion des der Brenztraubensäure entstammenden Acetaldehyds
bewirken. Später ist Kostytchew i) andrer Meinung geworden,
und nimmt er jedenfalls an, dass Brenztraybensäure aus Methyl-
glyoxal hervorgeht.

Die Theorie von Kluyver, Donker und Visser \'t hooft
gründet sich auf den Gedanken, dass alle Teilprozesse der
Zuckerzersetzung nichts andres sind als gekuppelte Dehydrie-
rungs- und Hydrierungsvorgänge (die Idee entstammt einer
Vereinigung der WiELANDschen und WARBURGschen Ansichten).
Dieser Formulierung liegt, was betrifft die ,,vor läufige Auf-
hebungquot; der Wasserstoffatome, ein ähnlicher Gedanke als der
KosTYTCHEWschen zugrunde. Andrerseits entspricht sie ganz der
NEUBERGschen Theorie. Für die alkoholische Gärung nehmen
die drei Untersucher an, dass die Bildung der Brenztrauben-
säure beruht auf einer Dehydrierung des Methylglyoxalhydrats.
Die Carboxylase zerlegt Brenztraubensäure in Acetaldehyd
und Kohlensäure; der Acetaldehyd tritt als Wasserstoffacceptor
auf, und wird reduziert zu Äthylalkohol.

Dieser Gedanke ist zu einer allgemeinen Theorie des Chemis-
mus der Dissimilationsprozesse erweitert worden: nach Kluy-
ver und Donker hat das Protoplasma gegenüber Wasserstoff
eine bestimmte Affinität, abhängig von der Protoplasma-art
der Organismen. Je nach der Grösse dieser Affinität können
Wasserstoffatome in den Substratmolekülen mehr oder weniger
aktiviert werden.

Der aktivierte Wasserstoff kann entweder an eine andre
Stelle des Moleküls gebunden werden, oder einen Acceptor

^nbsp;Kostytchew und S, Soldatenkov, Über Alkoholeärun?.

Z. physiol. Chem. 168, 128 (1927).

(C. Neuberg und M. Kobel, Vermeintliche Abfangung von Methyl-
glyoxal bei der alkoholischen Gärung. Biochem. Z. 191, 472 (19271 )
i^u\' A. J. Kluyver, H. J. L. Donker und F. Visser \'t Hooft
Uber die Bildung von Acetylmethylcarbinol und 2,3-Butylenglykol
im Stoffwechsel der Hefe. Biochem. Z. 161, 361 (1925)

3) A. J Kluyver und H. J. L. Donker, De eenheid in het che-
misme van de fermentatieve suikerdissimilatieprocessen der microben.
Verslag Akad. Wetenschappen Amsterdam 33, 895 (1924); De kataly-
tische overdracht yan waterstof als kern van het chemisme der dissi-
milatieprocessen der microben. 1. c. 34, 237 (1925); Die Einheit
m der Biochemie. Chem. d. Zelle u. Gewebe 13 134 (1926)

finden in der Form eines andren Moleküls, oder keinen Acceptor
finden. Im letzten Fall entweicht der Wasserstoff in moleku-
larem Zustand.

Das ursprüngliche Molekül aus dem der Wasserstoff acceptiert
|st, kann sich durch innere Verschiebung der Valenzen, oder
indem es mit einem andren Molekül in Reaktion tritt, stabili-
sieren .

Bei all diesen Reaktionen spielt das Protoplasma, durch
die Bildung von labilem Protoplasmawasserstoff, die Rolle
des katalytischen Wasserstoffübertragers.

Infolgedessen treten Hydrierungs-, Dehydrierungs-, Kon-
densations-, Umlagerungs- und Protoplasmaregenerationsre-
aktionen auf.

Es folgt eine kurze Übersicht der Schemata:

Schema von Kostytchew:

CoHiaOe = 2 CH3 . CO . COOH 4 H,
(Brenztraubensäure)

2 CH3 . CO . COOH = 2 CH3 . COH -f 2 CO2,

(Acetaldehyd)

2 CH3 . COH -f 4 H = 2 CH3 . CH2OH.
^I- Schema von v. Lebedew:

^CeHiaOß = 2CH2OH . CO . CH2OH 4-2CH2OH . CHOH.COH
(Dioxyaceton)nbsp;(Glycerinaldehyd)

H

^HgOH . CHOH . COH -f HgO = CH^OH .CHOH.COH,

\\
OH

H

^^aOH . CHOH . COH - H2 = CH2OH . CHOH . COOH,
\\nbsp;(Glycerinsäure)

OH

^^aOH . CHOH . COOH — H2O = CHg . CO . COOH,

(Brenztraubensäure)

CHa. CO . COOH = CH3 . COH CO^,

(Acetaldehyd)

CH3 . COH Ha = CH3 . CH2OH.

III. Schema von Neuberg:

а.nbsp;CeHiA - 2 HP = CeHaO^,

®nbsp;(Methylglyoxalaldol)

б.nbsp;C«H30, = 2CH3.C0 COH

(Methylglyoxal)

- Ä-HOT cV/HrCH. . CO ^COOH

(Glycerin)nbsp;(Brenztraubensaure)

d. CH3 . CO . COOH = CO2 CH3 . COH

(Acetaldehyd)

, CH3 . COH CH3 . CO . COH H,0 =
(Methylglyoxal)

= CH3 . CO . COOH CH3 . CH2OH.

(Brenztraubensaure)

Urn obenerwähnte Reaktionen zustandezubringen nimmt
Neuberg die Existenz folgender Enzyme an:
Für a. die Dehydratase,

b.nbsp;„ Depolymerase,

c.nbsp;„ Dismutase,

d.nbsp;„ Carboxylase,

e.nbsp;„ Dismutase.

IV. Schema von Kluyver, Donker und Visser \'t Hooft:
OH

CH3 . CO . COH A (Acceptor) = CH3. CO . COOH
\\

(Methylglyoxalhydrat)nbsp;(Brenztraubensäure)

4nbsp;aH (Acceptorwasserstoff),

CH3 . CO . COOH = CH3 . COH CO^.

(Acetaldehyd)

Normalerweise ist A = Acetaldehyd.

Über die NEUBERGsche Theorie möge bemerkt werden, dass
Neuberg sich jede erdenkliche Mühe gegeben habe, die Gärung
in andre Wege zu leiten, weil er die in sein System bezogenen
Zwischenprodukte zu isolieren versuchte. So unterscheidet
Neuberg fünf Vergärungsformen, auf welche ich in den fol-
genden Kapiteln noch zurückkomme.

Die erste Vergärungsform ist die normale Zerlegung:

CßHiaOe = 2 CHg . CHaOH 2 COg.

Die zweite Vergärungsform tritt im Falle der Sulfitgärung
in Erscheinung:

CgHiaOe = CHg . COH -{- COj CH^OH . CHOH . CHgOH,
(Acetaldehyd)nbsp;(Glycerin)

die dritte Vergärungsform unter Einfluss von Alkali:
SCßHiaOe -f HgO = CHg. COOH -f 2 CH20H.CH0H.CH20H-f-

(Ess igs äure) (G ly cerin)
-I- CHg. CHaOH -f 2CO2.

Die vierte Vergärungsform:

CgHiaOe = CHg . CO . COOH -f CHgOH . CHOH . CHgOH,
(Brenztraubensäure)nbsp;(Glycerin)

und die fünfte:

CßHiaOe = 2 (CHg . CO . COH -f H^O),
(Methylglyoxal)

beruhen auf der Möglichkeit die Cozymasefraktion der Zymase,
welche die Funktion der Co-phosphatese und der Co-mutase
besitzt, zu lähmen, so dass bloss die Wirkung der Apozymase
übrigbleibt.

Neuberg findet statt Methylglyoxal Brenztraubensäure,
wenn er entweder die Menge des Enzyms vergrössert, oder
(was nach seiner Meinung auf eins hinauskommt) die Zeitdauer
des Versuchs verlängert.

Nach dem Schema von Kluyver, Donker und Visser
\'t Hooft kann die Entstehung des Glycerins bei der zweiten
Vergärungsform nach meiner Ansicht nicht erklärt werden.

Man muss doch annehmen, dass diese Untersucher das Abfangen
des Aldehyds bei der Sulfitgärung als Beweis für das Auftreten
des Acetaldehyds als Zwischenprodukt bei der alkoholischen
Zuckergärung gelten lassen i). Die Mengen Acetaldehyd und
Glycerin entstehen im Verhältnis 1:1. Als Quelle des Glyce-
rins dient der Methylglyoxal, der in diesem Falle als Wasser-
stoffacceptor des Wasserstoffs,\'^ der normalerweise durch den
Acetaldehyd acceptiert wird, auftreten soll. Der Methylglyoxal
soll sowohl Wasserstoffacceptor als Wasserstoffdonator sein!

n A T. Kluyver und H. J. L. Donker, De eenheid in het che-
misme van de fermentatieve suikerdissimilatieprocessen der microben.
Vers lag Akad. Wetenschappen Amsterdam 33, 901 (19^4).

ii. kapitel.

DIE ZWEITE VERGÄRUNGSFORM ANGEWANDT AUF
GÄRUNGEN MIT LEBENDER HEFE.

§ 1. DIE SULFITGÄRUNG.

A. Natriumsulfit als Ahfangmittel.

Wie im II. Teil I. Kap. schon behandelt worden ist, vollzieht
die zweite Vergärungsform sich nach Neuberg durch Zucker-
zerfall in Acetaldehyd, Glycerin und Kohlensäure:
CßHiaOe = CHg . COH -f CH^OH . CHOH . CH^OH CO^,
während in der Praxis die erste Vergärungsart:
CßHi A = 2 CH3. CHgOH H- 2 CO^
neben der zweiten verläuft.

Neuberg stellte fest, dass in Gegenwart von Sulfit verlaufende
Gärungen grosse Quantitäten Acetaldehyd und Glycerin
liefern 1); durch Nachprüfung konnte ich seine Resultate voll-
kommen bestätigen.

Nur von einer Seite hat Neuberg die Untersuchung insoweit
vernachlässigt, dass er die Geschwindigkeit der Kohlensäureent-
wicklung nie studiert hat, während mir deutlich geworden ist,
dass letztere Vieles erläutert was nach meiner Ansicht mit
Neubergs Gärungstheorie nicht erklärt werden kann.

Die Ausführung der Gärversuche war wie auf Seite 7 beschrie-
ben. Die Benutzung einer Schüttelmachine hat den Vorteil dass
die Gärungen regelmässig stattfinden.

Versuch IV.

Die Zusammensetzung der Ansätze war:
3, bezw. 4, 5, 6 g Rohrzucker,
Ii g NaaSOg,
5 g Presshefe,
100 ccm Wasser.

Die Gärungen verliefen bei 36° C.

1) Siehe diese Diss. 18.

Jedesmal nach fünf Minuten wurden die entwickelten ccm
Kohlensäure abgelesen; die Menge Kohlensäure, welche jede
Viertelstunde entstanden ist, zeigt folgende Tabelle.
^(Die Sulfitlösung war im voraus mit Kohlensäure gesättigt.)

tabelle iv.
Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Nach i Stunde

Auf Grund dieser Zahlen ist die folgende graphische Dar-
stellung ausgeführt worden, welche ein deutliches Bild des
Gärverlaufs gibt. Die Zeit und das Kohlensäurevolumen sind
als Koordinaten gewählt.

Die 4 Kurven demonstrieren, dass im Anfang die Gärge-
schwindigkeiten sich nahezu nicht ändern, während sie sich
später erheben, so dass es den Eindruck macht alsob die Sulfit-
und Zuckergärung zwei verschiedene Prozesse sind, welche
aufeinanderfolgend verlaufen. Es scheint denkbar, dass der
Zucker in Aldehyd, Kohlensäure und Glycerin zerfällt, bis
das Sulfit soweit unschädlich gemacht ist (durch Bindung von

Aldehyd), dass der Zucker normalerweise vergoren werden kann.

Acetaldehyd-Natriumbisulfit hat durchaus keinen Einfluss
auf die Gärungsgeschwindigkeit, sowie Versuch V zeigt.
Dieses Additionsprodukt wurde gewonnen, indem der Acetal-
dehyd in der Kälte mit einer konzentrierten Lösung von

90
80
70
60
MI
40
30
20
10

Zeit in 14 Stunden
Figur 2.

Verlauf der Gärgeschwindigkeiten bei Vergärung
von ± 6 0/0, bezw. ± 5 o/« 4 o/«. 3 o/„ SaccharosI
bei Gegenwart von ± 11/4o/j, Nag SO3 durch Presshefe.
A = 60/0 Saccharose,
B = ±5o/o
C = ±40
D = ±3 0/o

Natriumbisulfit geschüttelt wurde. Nach Hinzufügung von ab-
solutem Alkohol fiel die Aldehydverbindung aus. Durch Auf-
nehmen in wenig Wasser und nach genauer Ausfällung mit
absolutem Alkohol unter Zusatz von einigen Tropfen Äther
wurde die Verbindung abgesaugt, mit absolutem Alkohol

und Äther gewaschen, und in einem Exsiccator über
Chlorcalcium getrocknet.

Versuch V.

Beschickung:
3 g Rohrzucker,

0, bezw. I g Acetaldehyd-Natriumbisulfit,

g Presshefe,
50 ccm Wasser.
Gärungstemperatur: 36° C.

Die Ergebnisse waren:

TABELLE V.
Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Nach 5 Min.

Acetaldehyd-Natriumbisulfit beschleunigt die Gärung also
nicht. Geringe Mengen NagSOs wirken hemmend, z.B. 0.1 %
(siehe Tabelle VI A und B, und Figur 3).

Wird mehr als IJ g NaaSOa zugesetzt, so zeigt die Kurve
der Gärgeschwindigkeit von Anfang an einen Abfall, und
verläuft während der ersten Stunde nicht, wie in Figur 2, fast
geradlinig.

Sollen die Kurven der 2. Figur zwei Prozessen zugeschrieben
werden, die aufeinanderfolgend verlaufen, dann kann man
sich theoretisch den Fall denken, dass die Zusammenwirkung
von Sulfit- und Zuckergärung zu einer optimalen Gärgeschwin-
digkeit führt, welche diejenige der Zuckergärung überschreitet.
Tatsächlich konnte dieser Gedanke verwirklicht werden, und
zwar bei einer,Sulfitkonzentration die ± entsprach:

Versuch VI.

Beschickung:

6 g Rohrzucker,
0, bezw. 0.1, 0.5 g NagSO,,
5 g zentrifugierte Presshefe,
100 ccm Wasser.
Gärtemperatur: 36° C.

(Die Sulfitlösung war nicht mit Kohlensäure gesättigt.)
Nachstehende Tabellen zeigen die Ergebnisse:

TABELLE VI A.

Abgelesenes Volumen CO, in ccm.

Figur 3 stellt den Gärverlauf graphisch dar. Nach 70 Minuten
hat Kurve C sein Optimum erreicht, das 1 ccm höher liegt als

so

40
30
20
10

Zeit in Minuten
Figur 3.

Verlauf der Gärgeschwindigkeiten bei Vergärung von
6o/o Saccharose bei Gegenwart von 0, bezw. O.I
en 0.5o/o Na^SOg durch Presshefe.
A= — NagSOg,
B=±0.1o/o „
C=±0.50/„ „

das Optimum der Kurve A, das schon nach 15 Minuten erreicht
war.

In Figur 4 ist als Abzissen, statt der Zeit die totale Menge

50
40
80
20
10

ccm CO2
Figur 4.

Verlauf der Gärgeschwindigkeiten bei Vergärung von
± 6 Saccharose bei Gegenwart von 0, bezw
± 0.50/0 NagSOg durch Presshefe.
A = — Na, SO3
B = ±0.50/o „

Kohlensäure angegeben, welche sich vom Anfang der Vergärung
an entwickelt hat (siehe Tabelle VI A). Daraus ergibt sich, dass
Kurve B ihr Optimum erreicht hat nachdem sich 460 ccm,
Kurve A nachdem sich 130 ccm Kohlensäure sammelten.

Umgerechnet nach der Zuckerkonzentration sollte das Opti-
mum von B noch mehr nach rechts liegen, weil ja infolge der
Sulfitgärung aus 1 Mol Zucker weniger Kohlensäure entsteht
als bei der normalen Zuckergärung.

Dass die Optimalgeschwindigkeit nicht viel grösser ist, soll
der schädigenden Wirkung des Sulfits auf die Hefewirkung
zugeschrieben werden; jedoch bleibt auch ein wenig Kohlen-
säure als Bicarbonat gebunden im Gärgut.

Unterbricht man die Gärung wenn sie ihre optimale Ge-
schwindigkeit erreicht hat, und auch eine halbe Stunde später,
und führt man die zentrifugierte, gewaschene Hefe in eine neue
Zuckerlösung (5 g zentrifugierte Hefe, 6 g Rohrzucker, 100 ccm
Wasser), dann zeigen Tabelle VI C und Figur 5, dass von erhöhter
Gärkraft der Hefe nicht die Rede ist.

tabelle vi c.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Hefe abzentri- ^^^^ abzentri-

Ursp^nglichenbsp;^^n.c^

Nach 5 Min.

Es zeigt sich also, dass der Hefe schon geschadet ist durch
Gärung in Gegenwart von | % NagSOg. Die optimale Gärge-
schwindigkeit der normalen Zuckergärung ist erreicht worden

nachdem 130 ccm Kohlensäure entwickelt sind. Das ebenso
hohe Optimum der Sulfitgärung liegt bei 460 ccm. Die Erklärung
dieser Befunde ist nur möglich wenn man annimmt, es handle
sich hier um zwei Prozesse. Vorausgeschickt sei, dass Acetalde-
hyd-Natriumbisulfit keinen Einfluss auf die Gärgeschwindig-
keit hat, und geringe Mengen NagSOg schon hemmend wirken.

Auch noch in andrer Weise lässt sich dartun, dass die Sulfit-
und Zuckergärung in keinerlei Beziehung zu einander stehen;
dazu seien die nachstehenden Versuche mitgeteilt.

40

30

20

10

5 10 15 20 25 SO 85 40 45 60 55 60
Zeit in Minuten
Figur 5.

Verlauf der Gärgeschwindigkeiten bei Vergärung
von 6 o/o Saccharose durch Press- und Sulfithefe.
A = Ursprüngliche Hefe,

B = Sulfithefe, die eine gute Stunde mittels

± 0.5o/o NaaSOg gegoren hat,
C = Sulfithefe, die noch eine Stunde länger mittels
± 0.5 o/o NagSOa gegoren hat.

Versuch VII.

Dieser Versuch wurde so durchgeführt, dass mehrere Kolben
zur Anwendung kamen, die beschickt waren mit:

1 -8 g Rohrzucker,
H g NaaSOg,

5 g zentrifugierte Presshefe,
100 ccm Wasser.
Gärtemperatur: 36° C.

Nach gut zwei Stunden wurde die Hefe abzentrifugiert und
gewaschen; sie war nun grau, von dünner Konsistenz, und hatte
einen unangenehmen Geruch (diese Hefe wird fortan von mir
,,Sulfithefequot; genannt). Ihre Sulfit- (6 g Rohrzucker, g
NagSOg, 5 g zentrifugierte Hefe, 100 ccm Wasser) und Zucker-
gärung (6 g Rohrzucker, 5 g zentrifugierte Hefe, 100 ccm
Wasser) verglichen mit derjenigen der ursprünglichen Hefe
demonstrieren Tabelle VII A und Figur 6.

tabelle vii a.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Zuckergärungnbsp;Sulfitgärung

Figur 6 zeigt, dass die Zuckergärung der Sulfithefe verzögert
worden ist, während die Sulfitgärung eine äusserst geringe
Schädigung erfuhr. Die Kurven C und D weichen erst dann
deutlich auseinander, wenn das Sulfit gebunden ist, und die
Zuckergärung allein verläuft.

100
90
80
70
60
50
40
50
20
10

123456789 10 11 12

Zeit in ^ Stunden
Figur 6.

Verlauf der Gärgeschwindigkeiten bei Vergärung von
±6 o/q Saccharose, bezw. ± 6 quot;/o Saccharose,
11/4 o/o NagSOg durch Press- und Sulfithefe.

A = Zuckergärung mit der ursprünglichen Hefe.
B= Zuckergärung mit der Sulfithefe.
C = Sulfitgärung mit der ursprünglichen Hefe.
D = Sulfitgärung mit der Sulfithefe.

Es lag nun auf der Hand zu versuchen, durch wiederholtes
Vergären in Gegenwart von IJ g NaaSOg, dem Prozesse der
Zuckergärung fortwährend mehr zu schaden (siehe Tabelle
VII B für die Sulfitgärung, Tabelle VII C für die Zuckergärung).
(Die Sulfitlösung war nicht mit Kohlensäure gesättigt.)

Die Bedeutung des Acetaldehyds bei der alkoholischen Gärung.nbsp;4

einmal
behandelt

zweimal
behandelt

dreimal
behandelt

tabelle vii b.

Sulfitgärung.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Ursprüng-nbsp;Sulfithefe

liehe Hefe

tabelle vll c.

Zucker gärung.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Ursprüng-
liche Hefe

einmal
behandelt

zweimal
behandelt

di-eimal
behandelt

Ursprüng-nbsp;Sulfithefe

liehe Hefe

Es zeigt sich also, dass wiederholtes Vergären mittels Natrium-
sulfit nahezu keine Veränderung in die Gärgeschwindigkeiten
bringt. Durch die erste Behandlung leidet die Zymase erheblich;
weitere Behandlung ist fast ohne Einfiuss. Man kann also,
durch die Hefe aufs neue einer Sulfitgärung zu unterwerfen,
keine Trennung dieser beiden Prozesse hervorrufen.

Durch Erhöhung der Temperatur wird beiden Prozessen
geschadet :

Versuch VIII.

Beschickung ;

4nbsp;g Rohrzucker,

0, bezw. Ii g Na^SOa,

5nbsp;g Presshefe,
100 ccm Wasser.
Gärtemperatur: 50° C.

tabelle viii.

Gärgeschwindigkeitnbsp;in ccm COg.

— NaaSOgnbsp;l^i g Na^SOs

Nach 5 Min. —nbsp;—

)gt; )gt; gt;f 54nbsp;2

» » „48nbsp;4

» „ „ 39nbsp;5

Dass es die Zymase ist, welche durch die Anwesenheit des
Sulfits leidet, geht aus Versuch IX hervor.

Versuch IX.

Die Ansätze wurden genau wie bei Versuch VII gemacht,
aber nach Abzentrifugieren und Waschen der Hefe ist die
Traubenzuckervergärung verglichen mit derjenigen der ur-
sprünglichen Hefe:

TABELLE IX.

Gärgeschwindigkeit innbsp;ccm COg.

Ursprünglichenbsp;Hefe Sulfithefe

Nach i Stunde 108nbsp;70

97nbsp;64

90nbsp;61

86nbsp;57

86nbsp;56

82nbsp;55

Wichtig war nun zu untersuchen, ob auch die Carboxylase
durch Gärung mit derselben Menge Natriumsulfit eine Schä-
digung erfuhr.

Versuch X.

Dieser Versuch wurde auf dieselbe Weise durchgeführt
wie Versuch VII. Nach Abzentrifugieren und Waschen der
Hefe ist die Zucker- (6 g Rohrzucker, 5 g zentrifugierte Hefe,
100 cmm Wasser) und Brenztraubensäure Vergärung (0.5 g

Brenztraubensäure, 5 g zentrifugierte Hefe, 100 ccm Wasser)
der Sulfithefe verglichen mit der der ursprünglichen Hefe. Die
Ergebnisse sind hier tabellarisch wiedergegeben:

TABELLE X.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Ursprüngliche Hefenbsp;Sulfithefe

Brenztrau-nbsp;Brenztrau-

Der mitgeteilte Versuch lehrt, dass die Sulfithefe noch
imstande ist Brenztraubensäure mit derselben Geschwindigkeit
als die ursprüngliche Hefe zu zerlegen, was allerdings zu
erwarten war, weil die Carboxylase im Vergleich zu der Zymase
eine grössere Resistenz gegen Desinfektionsmittel und anders-
artige Zusätze zeigt 1).

Wendet man an Stelle von Presshefe Unterhefe an, dann
erhält man ähnliche Resultate. Die Reinzuchtunterhefe der
,,Heineken\'s Bierbrouwerij Maatschappijquot; 2) zu Amsterdam
und Rotterdam ist in derselben Weise gewonnen worden als
die der Schiz. Pombe 3). Gleichzeitig wurde diese Unterhefe
auch in 5 % igem Glucose-Hefewasser gezüchtet. Nach dem
Absetzen sind die Hefemassen abgepresst. Es stellte sich heraus,
dass die Vorgeschichte der Hefe eine Rolle spielt: die in
Glucose-Hefewasser gezüchtete Hefe vergor schneller als diejenige
aus Malzwürze. Auch der Habitus der letzteren war anders, sie

1)nbsp;C. Neuberg, Carboxylase. Abderhalden, Handbuch der
biologischen Arbeitsmethoden IV, 1, 580.

2)nbsp;Ich benutze die Gelegenheit der Direktion der „Heineken\'s
Bierbrouwerij Maatschappij\'\' meinen Dank für die Belieferung mit
oen benötigten Hefen auszusprechen.

3)nbsp;Siehe diese Diss. 6.

verteilte sich staubig in der Flüssigkeit, kam schwer zum
Absetzen, im Gegensatz zu der in Glucose-Hefewasser gezüchte-
ten Hefe, die zu grossen Flocken zusammentrat.

Versuch XI.

Beschickung:
6 g Rohrzucker,
Ii g NagSOg,
5 g Unterhefe,
100 ccm Wasser.
Gärungstemperatur: 36° C.

(Die Sulfitlösung war nicht im voraus mit Kohlensäure
gesättigt).

Die Resultate sind eingetragen in Tabelle XI und Figur 7.

TABELLE XI.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

Unterhefe gezüchtet Unterhefe gezüchtet
in Glucose-Hefe- in Malzwürze
wasser

Nach i Stunde 0nbsp;0

.. .. 14nbsp;7

,, „ .. 47nbsp;46

.. „ 54nbsp;51

gt;gt; )» n 55nbsp;51

gt;1 igt; »» 55nbsp;51

yj *) gt;i 62nbsp;53

» „ .. 70nbsp;58

.. .. 78nbsp;62

» 93nbsp;71

,, ,, ,, 92nbsp;72

tf » it 93nbsp;75

„ ,, 87nbsp;78

„ „ „ 82nbsp;77

„ „ „ 72nbsp;78

52nbsp;75

Neuberg 1) schreibt dass, für das Arbeiten mit Natrium-
sulfit die Oberhefen sich viel besser eignen als die Unterhefen,
weil letztere empfindlicher sind. Vermutlich hat Neuberg
nicht mit Reinkulturen gearbeitet.

lt;u
xi
c
3

y)
o

u

c,

O
o

H
ü
o ,

Hier volgt Neubergs Schema :

1.nbsp;CßHigOß — 2 HgO = CHg . CO . CHOH . CHg. CO . CHO,

2.nbsp;CH3 . CO . CHOH . CHg. CO . CHO = 2 CH3 . CO . CHO.

1)nbsp;C. Neuberg und M. Kobel, Abfangverfahren. Abderhalden,
Handbuch der biologischen Arbeitsmethoden IV, 1, 596.

2)nbsp;Siehe diese Diss. 28.

3.nbsp;CHg : COH . CHO HgO Hg CHgOH . CHOH . CHgOH

I - .

CHg : COH . CHO O CHg : COH . COOH,
(Enolform des Methylglyoxals) •

4.nbsp;CHg . CO . COOH = CHg . CHO COg,

5.nbsp;CHg . CO . CHO O CHg . CO . COOH

I =

CHg . CHO Hg CHg . CHgOH.

. Hiermit lassen sich jedoch die Ergebnisse der bisherigen
Untersuchungen nicht erklären, denn aus den vorherigen Ver-
suchen muss nun zunächst geschlossen werden, dass durch
Sulfitgärung dem Teil oberhalb der punktierten Linie nicht
geschadet worden ist; dem unteren Teil dagegen wohl, was
unmöglich ist, weil ja die CANNiZAROschen Reaktionen 3 und 5
durch dasselbe Enzym bewirkt werden (Dismutase).

Also: die alkoholische Gärung kann nicht verlaufen nach
der Theorie von Neuberg, es sei denn dass man annimmt,
dass die zwei CANNiZAROSchen Spaltungen durch zwei verschie-
dene Dismutasen eizeugt werden, wofür meiner Ansicht nach
kein Grund vorliegt.

B. Calciumsulfit als Abfangmittel.

Das Calciumsulfit war frisch bereitet, und ein wenig feucht
unter Luftabschluss aufbewahrt .

Von den Gärversuchen erwähne ich folgende:

Versuch XII.

Beschickung:

5 g Traubenzucker,
0, bezw. 3 g CaSOg 2 aq.,
5 g Unterhefe,
100 ccm Wasser.
Gärungstemperatur: 36° C.

1) C. Neuberg und E. Reinfurth, Weitere Untersuchungen über
die korrelative Bildung von Acetaldehyd und Glycerin bei der Zucker-
spaltung und neue Beiträge zur Theorie der alkoholischen Gärung.
Ber. 52, 1690 (1919).

Die Kolben waren stark geschüttelt, damit das Calciumsulfit
sich mit der Flüssigkeit mischte. Neuberg rät bei der Benutzung
des Calciumsulfits Kohlensäuregas durch das Gärgut (oder
Wasserstoff bezw. Stickstoff) zu leiten während des Schüt-\'
telns. Hiervon wurde in Rücksicht auf das Ablesen der Kohlen-
saure abgesehen, und da die Mischung ganz tadellos war, ist
Gasdurchleiten überflüssig.

Die Resultate waren:

tabelle xii.

Abgelesene Menge CO2 Gärgeschwindigkeit in
in ccm.nbsp;ccm.

Der Kohlensäuremenge kann man also nicht anmerken, dass
Acetaldehyd abgefangen worden ist. Das Sulfit wirkt verzögernd
auf die Gärgeschwindigkeit. Mit der Reaktion von Rimini
entsteht eine dunkelblaue Verfärbung. Meiner Ansicht nach
ist die Tatsache, dass die Gärung nach zu kurzer Zeit beendet
ist, der Hauptgrund dass nur eine unbedeutende Menge Aldehyd
abgefangen worden ist Auch Neuberg kann mit Hilfe des
Calciumsulfits keine grossen Mengen Aldehyd isolieren. Die
höchste Quantität wird von ihm fixiert, indem er die Gär-
dauer verlängert

1)nbsp;C. Neuberg und M. Kobel, Abfangverfahren. Abderhalden,
•Handbuch der biologischen Arbeitsmethoden IV, 1, 606.

2)nbsp;E. Rimini, Über eine neue Farbenreaktion des Acetaldehyds.
lt;-hem. Zentr. 1898, II, 277.

3)nbsp;Siehe dieser Diss. 68.

4)nbsp;c. Neuberg und E. Reinfurth, Weitere Untersuchungen über
•Jie korrelative Bildung von Acetaldehyd und Glycerin bei der Zucker-
Faltung und neue Beiträge zur Theorie der alkoholischen Gärung,
«er. 52, 1690 (1919).

§ 2. DIE DIMEDONGÄRUNG.

Aus Neubergs Versuch geht hervor, dass er aus 25 g
Rohrzucker mittels 50 g Hefe und 5 g Dimedon, 4.3 g fast
reines Aldomedon isolieren konnte, was 618 mgr Acetaldehyd
entspricht. Wahrlich kein zwingender Grund für das Auftreten
von Acetaldehyd als Zwischenprodukt bei der alkoholischen
Zuckerspaltung!

Um bedeutende Mengen Aldehyd ,,abzufangenquot; soll man, der
Sulfitgärung entsprechend, grosse Quantitäten Dimedon hinzu-
fügen, was hinsichtlich der Giftwirkung des Dimedons auf
die Hefe unmöglich ist, so dass man Dimedon nicht dem Sulfit
gleichstellen kann. Bei dem nun folgenden Gärversuch ist
wiederum die Kohlensäureentwicklung studiert worden. Ich
fügte weniger Zucker zu als bei Neubergs Ansatz, weil ja eine
Zuckerkonzentration über 6 % unbedingt Plasmolyse erzeugt.

Versuch XIII.

Beschickung:
2 g Rohrzucker,

0, bezw. i, 1, Ii g Dimedon (in feinpulvriger Form),
5 g Presshefe,
50 ccm Wasser.
Gärungstemperatur: 36° C.

In folgender Tabelle findet man die Ergebnisse:

tabelle xiii.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

— Dimedon g Dimedon 1 g Dimedon ly^g Dimedon

1) C. Neuberg und E. Reinfurth, Ein neues Abfangverfahren
und seine Anwendung auf die alkoholische Gärung. Biochem. Z.
106, 286 (1920).

— Dimedon ^ g Dimedon 1 g Dimedonnbsp;l^g Dimedon

Nach 5 Min. 43 7 7nbsp;6

» „ „ 40 6 6nbsp;5

Die Kohlensäureentwicklung kam zum Stehen.nbsp;Nachdem
5 g Presshefe hinzugefügt war:

—nbsp;30nbsp;22nbsp;13

23nbsp;15nbsp;16

20 12nbsp;12

Es zeigt sich also, dass Presshefe äusserst empfindlich ist
gegen Dimedon, ebenso wie die Oberhefe welche Neuberg
anwendete (für die Vergärung von 25 g Rohrzucker war ja
50 g Hefe erforderlich!).

Wenn man nun erwägt, dass man theoretisch 6.36 g Dimedon
braucht um 1 g Acetaldehyd zu binden, ist es klar, dass Dime-
don sich nicht zum sogenannten Abfangmittel eignet.

iii. kapitel.

DIE ZWEITE VERGÄRUNGSFORM MIT ZELLFREIEN

PRÄPARATEN.

Die Sulfitgärung.

Neuberg empfiehlt für Enzympräparate das neutral reagie-
rende, unlösliche Calciumsulfit als Abfangmittel i).

Als zellfreies Präparat ist von mir an erster Stelle Macera-
tionssaft gewählt, bei dessen Benutzung die Homogenität des
Gärmediums gesichert ist. Der Macerationssaft wurde gewonnen
aus der Unterhefe der,,Heinekens \'s Bierbrouwerij Maatschappij\'\'
(in Pressform geliefert), indem man die durch Mull gespülte
(damit grobe Verunreinigungen zurückbleiben), entbitterte,
gut gewaschene und trocken gepresste Hefe erst 2 bis 3 Tage
im Eisschrank aufbewahrte , dann in dünner Schicht 2 Tage
lang bei 30° C trocknete, und schliesslich zu Pulver mahlte.
Zur Herstellung des Macerationssaftes wurde nach Lebedew ®)
ein Teil dieser Trockenhefe mit der dreifachen Menge Wasser
zum Brei angerühit, und nach einem Aufenthalt von 2^ Stun-
den im Thermostaten bei 35° C durch einen Faltenfilter im
Eisschrank filtriert.

Versuch XIV.

Beschickung:

2 g Traubenzucker,
0, bezw. 2 g CaSOg 2 aq.,
25 ccm Macerationssaft.
Gärtemperatur: 32° C.

1)nbsp;Siehe diese Diss. 48.

2)nbsp;A. P. Struyk, Onderzoekingen over de alcoholische gisting.
Diss. Delft, 1928, 31.

3)nbsp;A. v. Lebedew, Extraction de la zymase par simple macéra-
tion. Ann. inst. Pasteur 26, 8 (1912).

Es dauert eine gewisse Zeit bevor die Gärung anfängt,
Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle notiert:

tabelle xiv.

Gärgeschwindigkeit in ccm COg.

— CaSOg 2 aq.nbsp;2 g CaSOg 2 aq.

nach 5 Min,

32nbsp;34

11 16
11nbsp;9

Gesamtmenge COgnbsp;453nbsp;423

Aufs neue Zufügen von Macerationssaft ergab keine weitere
Vergärung. Es muss also keine bedeutende Menge Acetaldehyd
abgefangen sein.

Trockenhefe und Macerationssäfte enthalten immer noch
lebende Zellen. Man kann die Trocknung so weit treiben, dass
die Hefe abstirbt, aber ein Teil der Zymase erhalten bleibt.
Weil ich dessen gewiss sein wollte, dass ich nur mit Enzym-
material arbeitete, behandelte ich die Hefe nach Buchner :
Auf die obige Weise gereinigte und abgepresste Hefe wurde
zuerst bei Zimmertemperatur, danach bei 35° C vorgetrocknet,
und schliesslich 6 Stunden auf 100° C erhitzt. Nachdem sie
auf Würzeagar geimpft war, wurde konstatiert dass alle
Zellen getötet waren.

Versuch XV.

Beschickung:
5 g Traubenzucker,
0, bezw. g CaSOg 2 aq.,
20 g BucHNERhefe,
50 ccm Wasser.
Gärungstemperatur: 36° C.

1) E. Buchner, Alkoholische Gärung ohne Hefezellen. Ber. 30,
1110 (1897).

Die Resultate waren:

tabelle xv.

Abgelesene Menge CO2 in ccm.

— CaSOg 2 aq.nbsp;1| g CaSOg 2 aq.

Nach 5 stundennbsp;387nbsp;409

Gesamtmenge COgnbsp;611nbsp;618

In dem Ansatz mit Sulfit ist also kein Aldehyd abgefangen
worden, und die Gärgeschwindigkeit blieb unbeeinflusst.

Ausserdem wurde ein Gärversuch durchgeführt mit J g
NagSOg statt Calciumsulfit. Nach diesem Zusatz trat keine
Gärung ein, während kleine Mengen NaaSOg schon hemmend
wirken, z.B. 0.2 %.

Diese Ergebnisse entsprechen den NEUBERGschen i); dieser
Untersucher beobachtete für Macerationssaft bei Konzentra-
tionen über i % NagSOg keine Gärung. Zur Verwendung kam:
9 ccm Macerationssaft,
^ g Traubenzucker,

0, bezw. 1 ccm 0.2 m NagSOg-Lösung.

Das Gemisch entwickelte nach Neuberg 104 ccm COg, während
die Zuckergärung nur 101.6 ccm erzeugte; in diesem Ansatz
kann also kein Acetaldehyd abgefangen sein.

Neuberg hat die Menge Acetaldehyd, welche entsteht bei
Vergärung mit Trockenhefe auch quantitativ bestimmt .
Einige seiner Versuche werden hier angeführt:

Beschickung:
a. 8.55 g Rohrzucker,
10 g Trockenhefe,
6.3 g Na^SOg,
100 ccm Wasser,
1 ccm Toluol.

1)nbsp;C. Neuberg und E. FäRBER, Über den Verlauf der alkoholi-
schen Gärung bei alkalischer Reaktion. Biochem. Z. 78, 260 (1917).

2)nbsp;C. Neuberg und E. Reinfurth, Weitere Untersuchungen über
die korrelative Bildung von Acetaldehyd und Glycerin bei der Zucker-
spaltung, und neue Beiträge zur Theorie der alkoholischen Gärung.
Ber. 52, 1698 (1919).

Die Acetaldehydausbeute betrug nach 3 Monaten 0.1154 g.

b.nbsp;8.55 g Rohrzucker,
10 g Trockenhefe,
6.3 g NagSOg,

100 ccm Wasser.

Nach 8 Tage wurde 10 g Trockenhefe hinzugefügt, nach
16 Tage noch einmal 5 g. Nach 40 Tagen erhielt Neuberg
0.2970 g Acetaldehyd.

c.nbsp;wie b, aber ausserdem 2 ccm Toluol. Der Aldehydgehalt
ergab sich zu 0.0684 g.

d.nbsp;9.5 g Rohrzucker,

25 g frisch bereitetes, lufttrockenes Calciumsulfit,
10 g Trockenhefe,
100 ccm Wasser.

Nach 8 Tagen wurde 5 g Trockenhefe hinzugefügt, nach 28
Tagen war die Acetaldehydausbeute 0.4652 g.

e- Hier gelangten die gleichen Mengenverhältnisse wie in
^ zur Anwendung, jedoch unter Zugabe von 2 ccm Toluol.
Ausbeute: 0.2158 g Acetaldehyd.

Die Möglichkeit Acetaldehyd abzufangen ist, meiner Ansicht
nach, bei Benutzung von zellfreien Präparaten sicher ebenso
gross als wenn man lebende Hefe anwendet. Neuberg erwähnt
nicht in welcher Weise er sein Material gewonnen hat; vermut-
lich enthielt seine Trockenhefe wachstumsfähige Zellen, ab-
hängig von der Temperatur der Trocknung. Hierauf wird wohl
der Unterschied der Ergebnisse von h. und c, bezw. d und e
zurückzuführen sein.

Die mitgeteilten Daten lehren, dass die Sulfitgärung gebunden
ist an die lebende Zelle.

Da allgemein bekannt ist, dass Acetaldehyd auftritt bei
Autolyse der Hefe^), und neben diesen NEUBERGschen Ver-
suchen weder Blankoversuche (d.h. Ansätze unter genau den-
selben Bedingungen aber ohne Sulfit) gemacht worden sind,
noch die Anwesenheit von etwaigen lebenden Zellen kontrolliert
forden ist, muss nach meiner Ansicht dem Auftreten dieser
geringen Quanten Acetaldehyd keinen Wert beigelegt werden.

T^.l) C. Neuberg und J. Kerb, Über Zuckerfreie Hefegärungen.
J^iochem. Z. 58, 158 (1913); 43, 494 (1912); Zur Frage der Bildung
von Acetaldehyd bei Hefegärungen. Ber. 47, 2730 (1914).

IV. KAPITEL.

DIE DRITTE VERGÄRUNGSFORM.

Neuberg denkt sich diese Form der Zuckerspaltung so,
dass zunächst Acetaldehyd, Glycerin und Kohlensäure in
aequimolekularen Mengen entstehen; dass jedoch durch das
Auftreten der CANNiZAROSchen Reaktion jedes Molekül Essig-
säure sich aus 2 Molekülen Acetaldehyd gebildet hat. Somit
nehmen die Gärungsgleichungen folgende Form an:

CßHiaOß = CHgOH . CHOH . CH^OH CHg. CHO -}- CO.,

CHg . CHO Hg

-f- 1 = CHg . CHgOH CHg . COOH.

CHg . CHO O

Die Gärung in alkalischer Lösung soll also nach folgender
Endformulierung verlaufen:

2 CßHigOß HgO = CgHgOH CH, . COOH -f- 2 CO^

2 CHgOH . CHOH . CH^OH.

Diese Gleichung ist in der Praxis nicht realisierbar sowie bei
der Sulfitgärung, wo die Ausbeute an Glycerin mehr als 70 %
der theoretisch möglichen Menge erreicht. Um geringe Mengen
Essigsäure zu isolieren, muss Neuberg zui Anwendung von
abnormal hohen Salz- und Zuckerkonzentrationen schreiten
(10 % Zucker, 12.6 % NaHCOg, bezw. 1.4 % K^CO,. 17.4%
K2HPO4, 14.2 % NagHPO^ usw.).

Damit man sich eine Vorstellung von den Ergebnissen der
NEUBERGschen Versuche machen kann, folgen hier einige
Beispiele ®):

1)nbsp;C. Neuberg und E. Färber, Über den Verlauf der alkoholischen
Gärung bei alkalischer Reaktion. Biochem. Z. 78, 238 (1917)-
C. Neuberg und J. Hirsch, Biochem. Z. 96, 175 (1919); Die dritte
Vergärungsform des Zuckers. Biochem. Z. 100, 304 (1919)