:w'
ROCZNIKI
PAŃSTWOWEGO ZAKŁADU HIGIENY
'POSWIĘCONE WSZYSTKIM DZIAŁOM HIGIENY, ZAGADNIENIOM, BADANIA ARTYKUŁÓW ŻYWNOSCI
I PRZEDMIOTÓW UŻYTKU, INŻYNIERII SANITARNEJ I INNYM DZIEDZINOM POKREWNYM
HENRYK MŁODECKI
ROCZNIKI PZH 1960, t. XI, nr 1
MATERIAŁY
DO OCENY HIGIENICZNEJ
ARTYKUŁÓW ŻYWNOŚCI PORAŻONYCHROZTOCZAMI MAGAZYNOWYMI. V.
BADANIA CHEMICZNE MĄKI PSZENNEJ I ŻYTNIEJ PORAŻONEJ PRZEZ ROZTOCZE MAGAZYNOWE. III.
Z Zakładu Badania Żywności i Przedmiotów Użytku PZH
W poprzednich pracach
(1-4), omawiającychzagadnienie
obecnościroztoczy magazynowych w
artykułach żywnościowych,wskazano na
szkodliwość
tych
pajęczakówz punktu ·widzenia sanitarno-epidemiolo- gicznego (1), higienicznego (2, 3), jak
równieżna znaczenie ekonomiczne tego zagadnienia (3, 4). W publikacjach
obejmujących ujęcietematu z punktu widzenia chemicznego (3, 4) wykazano,
że porażeniepowodu- je w
mąkachpszennych i
żytnichzmiany przede wszystkim riatury enzymatycznej, na skutek wzrostu
wilgotności podłoża.Stwierdzono rów-
nież
znaczny ubytek w ogólnej
zawartości węglowodanówspowódowa- ny przez
porażenie.Zaobserwowano,
żeroztocze magazynowe rozwija-
ją siębar- dzo dobrze na
artykułach żywnościowychbogatych w
białko,a chromatograficznie w ich kale wykazano
guaninęjako
główny, końcowy produkt azotowej przemiany materii (5).
Zmiany w
częściazotowej
, mąkiPod
względem ilościowym w mącedrugie miejsce po skrobi zajmuje
białko.
Jest ono zasadniczym elementem
składowymziarniak~w
zbóż .i stanowi
główną częśćwszystkich substancji, w
składktórych wchodzi azot. Nieorganiczne
związkiazotowe
wiążązaledwie
nieznaczną częśćazotu ogólnego.
Przyjętozatem z
ilościazotu w ziarnie lub produktach jego przerobu
obliczać zawartość.substancji
białkowych. Ilość białka określonawg tych
przeliczeńnia:
wpływna
ocenęproduktu pod
względem
wartości odżywczej.Uważano, że
ogólna
zawartość białka wziarnie albo
w mąceobliczo- na z
i'lościazotu w suchej masie nie ulega zmianom
ilościowym .w cza- sie przechowywania. Jakkolwiek zmiany takie w produktach
prawidłowych nie
mająpraktycznego znaczenia dla oceny higienicznej, to jed- nak podczas
długotrwałegoprzechowywania
stają sięuchwytne
i.zo-
stały
wykazane (6). Wskutek oddychania bowiem
mąki ilość. węglowo~danów zmniejsza
się,podczas gdy
ilośćsubstancji azotowych pozostaje ta sama.
Jednakżeprocentowa
zawartośćazotu
maże się zmniejszaćw
suchej masie, wtedy, gdy
przeważająreakcje hydrolityczne
węglowo-, ,
danów i sucha masa
mąkistaje
się większ(4).
~!{:~~
!"
i
i · - '.:'''f
...(;:
'•:::r:
~2
H. Młodecki Nr 1I
Ważniejsze
jednak od · zmian
ilościowych sązmiany
jakościowe białek.W okresie „dojrzewania"
mąkiprzebiega szereg procesów biochemicz- nych,
zmieniających strukturęsubstancji
białkowych.Procesy te
sąwynikiem
działalnościenzymów. Enzymy
proteolitycżne mąkii znajdu-
jące się
w niej mikroorganizmy
hydrolizująpierwotne
białkodo poli- peptydów i aminokwasów. Produkty odbudowy
następnie, mogąwcho-
dzić
w reakcje z substancjami
znajdującymi sięw
mące.W wyniku zmian
jakościowychw
części lbiałkowejzmienia
się rozpuszczalność związkówazotowych, a zatem
ilośćoznaczanego azotu w
wyciągachotrzymywanych stosowanymi w tym celu rozpuszczalnikami ulega zmia- nie. Praca
Jonesai
Gersdorffa(7),
dotyczącazmian
jakościowychjakim ulega
białkopszenicy podczas przechowywania, wykazuje znaczne prze-
sunięcia
w
rozpuszczalnościsubstancji azotowych w stosowanych roz- puszczalnikach. Autorzy
cistwierdzili,
żezmiany
rozpuszczalnościbia-
łek przebiegały
znacznie szybciej w produktach
przemiału, aniżeliw ca-
łym
ziarnie. Przedstawione przez nich wyniki;
wskazują równieżna
różny wpływ
warunków przechowywania, a przede wszystkim tempe- ratury (ca 1 ° i 24°) oraz rodzaju opakowania
(zamkniętenaczynia i wo- reczki). W tych
doświadczeniach i1ośćsubstancji azotowych rozpuszczal- nych w
używanychrozpuszczalnikach wzgl. roztworach ekstrakcyjnych
malała.
Zmniejszanie
się ilościsubstancji rozpuszczalnych w roztworach ekstrakcyjnych (rozpuszczalnikach) wolniejsze
byłow
tempęraturze niższej, ani·żeli wyższej;wolniejsze w naczyniach
zamkniętych, aniżeliw woreczkach.
Równocześnieze zmianami
rozpuszczalnościsubstancji
białkowych spadała
ich
podatnośćna trawienie in vitro.
Budowa
białekjest
dotąd małoznana.
Przyczynątego
sąniedosko-
nałe
metody
badańla!boratoryjnych, stosowane do
związkówo tak bar- dzo skomplikowanej i labilnej budowie. Z
regułystosowane metody
wyodrębniania białek prowadzą
do ich denaturacji.
ł
Klasyczny podział białek dzieli je na proteiny i· proteidy. W piśmiennictwie mo- nograficznym (8, 9, 10), podawana klasyfikacja substancji białkowych znajdującycl;l się w ziarniakach zbóż, oparta jest na podstawie ich rozpuszczalności. Tak . więc
w zbożach występują:
1) albuminy - rozpuszczające się w wodzie;
2) globuliny - nie rozpuszczające się w wodzie a rozpuszczalne w roztwo- rach soli;
3) prolaminy - rozpuszczające się w rozcieńczonym alkoholu;
4) gluteliny - rozpuszczalne w roztworach zasad.
Ze względu na trudności w otrzymaniu czystych. glutelin z ziarniaków zbóż,
ich właściwości .są najmniej zbadane. Gluteliny jednakże rozpuszczają się również
w rozcieńczonych roztworach kwasów (9, 23).
Białka pszenicy tworzą gluten, powstający w wyniku chłonięcia wody. Badanie
białek glutenu wskazuje na obecność gliadyny, która jest prolaminą i gluteniny, które należą do glutelin. Stosunek tych frakcji białkowych w glutenie wynosi w przybliżeniu 1 : 1 (9).
W
ostatnich latach zanotowano szereg nowych faktów
rzucających światłona
budowę.i
jednorodność białek zbóż. Hessowi(11)
udało sięna drodze niewodnej (benzen + czterochlorek
węgla)mechanicznie wy-
dzielić
dwa
składniki białekpierwotnych (,,Zwickel- u. Haftprotein)
z
mąkipszennej i
scharakteryzowaćich
rolęw tworzeniu
sięciasta:
Nr 1 Rozto.cze magazynowe
Przeprowadzone przez Rohlicha i
współpr.{12) badania
mąkipszennej i
żytniej pozwoliłyna sprecyzowanie wniosku,
żedo
różnychrozpusz- czalników, roztworów ekstrakcyjnych
przechodząfrakcje
białkao
różnej
długościmicelli, a poszczególne frakcje
ibiałkowe różnią się odsiebie
składem
aminokwasów (13). Wg tych
badań(12, 13)
istnieją duże różnice w budowie
pomiędzypierwotnymi
białkamipszenicy i
żyta.Szereg autorów (5, 14, 15, 16),
zajmujących sięzagadnieniem roztoczy w
żywności, wskazywałona podstawie
własnychobserwacji,
żeroztocze magazynowe szczególnie dobrze
rozwijają sięna substrataeh bogatych
w białko.Dostarczenie
zresztąpokarmu, w
składktórego
w~hodząsub- stancje
białkowejest dla
zwierzątnieodzowne.
Białkozatem, w pro- duktach
porażonychprzez te
zwierzęta,powinno
byćnajbardziej nisz-
czoną częścią składową żywności.
Badania radzieckie, na które
powo-łuje się
Rodionow (14),
wykazały, żejakkolwiek
ilośćglutenu zmniejsza
się,
to
ilóśćazotu ogólnego w
mące porażonejjest
większa, aniżeliw
mąkach nieporażonych;przy tym nie
wyjaśnionojednak przyczyny
tego :z;jawiska.
·Metodyka
badańi wyniki
W
doświadczeniach, mających ·zobrazowaćdestrukcj~ substancji azo- towych,
użyto mąkipszenne i
żytnie,które
służyły jużpoprzednio do
oznaczeń kwasowościoraz zmian w
części tłuszczowej(3) i
częściw~glowodanowej (4), a które
stanowiątzw. próbki identyczne.
W celu oznaczenia azotu
posługiwano się metodąKjeldahla wg prze·
•pisu przystosowanego przez
Rzymowską,Bernstein i
Grochowską(l'i) do
oznaczeńtego pierwiastka w skali mikro w
artykułach żywności.A z o
t o g ó 1 n y. Otrzymane wyniki
9znaczeńazotu ogólnego lla
początku doświadczeniai po
_8
miesiącachprzechowywania
zostały'ze- brane w tabeli I. Wykazuje ona,
·że·po 8
miesiącachprzechowywania
Tabela I
Zawartość azotu ogólnego w mąkach na początku doświadczenia i po 8 mies.
przechowywania w wilg. wzgl. powietrza 780/o oraz porównanie tych wartości
z· zawartością popiołu
%
azotu ogólnego% popiołu Stosunek w,,suchej masie
Próbka mąki w suchej azotu
I pomiar
I
II pom_iar masie do popiołu(po 8m1es.)
Pszenna 0-72 1,6 1,6 0,824 1001
" "
porażona T. farinae 1,70 · 0,880 99,5Pszenna razowa 1,98 1,98 1,680 100
" " porażona. T. farinae 2,07 1,800 97,6
Żytnia 0-60 1,14 1,10 0,702 100
"
"
porażona T. farinae 1,24 0,8il 97,6żytnia 0-70 1,17 1,14 0,705 100
"
" porażona T. farinae 1,25 0,786 96,8.. 4 H. Młodecki
Nr 1
mąk porażonych, związków
azotowych jest rzeczyw1sc1e
więcejw prze- liczeniu na
suchą substancję niżw
mąkachkontrolnych, zgodnie z tym, jak pisze Rodionow (14).
Jednakże jużpo porównaniu
ilościazotu ogól- nego z
zawartością popiołuokazuje
się, że(w granicach
błędu doświadczalnego)
ilośćazotu nie
zmieniła się.Istnienie tego faktu staje
się zrozumiałe, jeżeli uwzględni sięzmniejszanie
części węglowodanowej,o czym
pisałemw pracy poprzedniej (4). W takich przypadkach jedynie stosunek substancji oznaczanej do
zawartości popiołudaje
właściwyobraz sytuacji. Zmianom, zatem,
musiałyulec
związki białkowew wy- niku metabolizmu roztoczy.
Z w i
ąz ki azot o w e r o z p u s z c z a 1 n e w w od z i e. W po- przednim
jużsprawozdaniu (3)
wykazałemwzrost
kwasowości amino-kwasowej w
mąkach porażonych.Jest to
niewątpliwie główniewyni- kiem
działalnościenzymów proteolitycznych.
W
doświadczeniach, mającychza zadanie
określenie ilości związkówazotowych w
wyciągachwodnych,
posługiwano się metodą zaleconąprzez Pisarew;:1 · (18). Polega ona na 2-godzinnej maceracji
połączonejz
wytrząsaniem odwa:żonejpróbki
mąki 20-krotną ilościądestylowanej wody, pozbawionej
C02i nasyconej uprzednio
obojętnymtoluenem.
Następnie,
po odparowaniu zakwaszonej za
pomocą H2S04odpowiedniej
objętości przesączu
i spaleniu suchej
pozostałości,oznaczano azot.
Z podanych przez Pisarewa (18) danych wynika,
że ilośćoznaczanego azotu
związkówrozpuszczalny,ch w wodzie w ziarnach pszenicy wynosi
około
0,54 - 0,60/o suchej masy, natomiast w
mąkachjest ona mniejsza i
zależy od procentowości przemiału.Wyniki
doświadczeniaumieszczone w tabeli II
wskazująna znaczny
Tabela II
Zawartość azotu w wyciągach wodnych mąk po 8 mies. przechowywania w wilg.
wzgl. powietrza 780/o oraz kwasowość aminokwasowa po 7 mies. przechowywania
% azotu w suchej Kwasowość amino-
masie kwasowa
Próbka mąki
I pomiar
I
II po~iar I pomiarI
II pomiar (po 8 mies.) po 7 mies.Pszenna 0-72 0,331 0,255 1,03 1,00
" " porażona T. farinae 0,511 2,55
Pszenna razowa 0,312 0,272 1,58 2,33
"
" porażona T. farinae 0,325 2,75żytnia 0-60 0,293 0,276 1,81 2,24
"
" porażona T. far.inae 0,330 2,74żytnia 0-70 0,368 0,284 1,58 2,26
" " porażona T. farinae 0,390 2,76
wzrost substancji azotowych w
wyciągachwodnych z
mąk porażonychpo
8-miesięczńym żerowaniurozkruszka
mącznegow przeliczeniu na
suchą masę
próbki, przy równoczesnym zmniejszaniu
sięich w
mąkach prawidłowych.Wzrost ten staje
sięjeszcze bardziej widoczny, gdy liczby
te
zostanąporównane z
zawartością popiołu(tabela III). Nie ulega
Nr 1 ··· ·- · *
.49kd .,a
IL$WR ,,@zt,M. 4 ,./l. b$4JXMCJtSMQ!l)IMWULi#JJU;A
o ocze magazynowe . · · · l>'' .
Tab e I a III ·
Stosunek azotu związków rozpuszczalnych do popiołu w mąkach po 8 miesiącach
przechowywania w wilg. wzg!. powietrza 780/o
% azotu % popiołu Stosunek
Próbka mąki w suchej w suchej azotu do
masie masie popiołu
Pszenna 0-72 0,255 0,824 100
" porażona T. farinae 0,511 0,880 187,7
Pszenna razowa 0,272 1,680 100
porażona T. farinae 0,325 1,800 111,5
żytnia 0-60 0,276 0,702 100
„
porażona T. farinae 0,330 0,811 103,5żytnia 0-70 0,284 0,705 100
" porażona T. farinae 0,390 0,786 123,2
w tym przypadku
wątpliwości, że przyczynąwzr,ostu
ilościsubstancji azotowych rozpuszczalnych w wodzie jest
porażenie mąkiroztoczami.
Z mi a ny j a
kości o w e
lZ:w i
ąz k
ów a z ot owy c h w
mąk ach por
ażo ny c h prze z ro · z tocz e mag azyn owe. W celu wykazania zmian
jakościowych związkówazotowych w
mąkachpod
wpływem porażenia
przeprowadzono dwa oznaczenia:
1) azotu formolowego podczas hydrolizy
kwaśnej,2) azotu w
różnychfrakcjach
białek.Oznaczenia azot.u formolowego podczas hydrolizy kw a
śn ej.
Odważki mąkipszennej i
żytniej, prawidłoweji
porażonejprzez rozkruszka
mącznegoprzechowywanej przez 11
miesięcy,zmie- szano z 15°/o-owym roztworem HCI
inatychmiast oznaczono azot for- molowy wg Sorrensena.
Następnie taką samą zawiesinępoddano hydro-
liżie
przez ogrzewanie pod
chłodnicą zwrotną.Z
reagują(!ejmieszaniny pobierano próbki w
następujących odstępachczasu: 15 min., 30 min.,
· O 0.5 1 1,5 2 3 4 godz
Ryc. 1. Hydroliza mąki pszennej prawidłowej i porażonej T. farinae;
azot formolowy mąki prawidłowej - - - azot formolowy mąki porażonej
6 H. Mlodecki Nr 1
--- ---·
(I 0,5 1 1,5 2 3 4 godz
Ryc. 2. Hydroliza mąki żytniej prawidłowej i porażonej T. farinae; . azot formolowy mąki prawidłowej. - - - azot formolowy mąki porażonej
1 godz.
30min., 2 godz.,
-3godz., 4 godz. W pobranych próbkach na- tychmiast oznaczano azot formolowy. Zabarwienie hydrolizatu utrud-
niało
stosowanie roztworu fenoloftaleiny jako
wskaźnika,dlatego wy- konano miareczkowanie potencjometryczne za
pomocąN aOH.
Otrzymane wyniki
przedstawiająryciny 1 i 2. Charakterystyczny jest bieg krzywych;
jużw punkcie
wyjściowymstwierdzono
więcejazotu formolowego w
mąkach porażonych niżw kontrolnych. W
następnychdwóch oznaczeniach
równieżw
mąkach porażonychznajdowano
więcejazotu formolowego. Krzywa aminokwasów, uwalnianych w czasie hydro- lizy w
mąkachkontrolnych, w dalszym
ciąguwzrasta (w
mąkachpszen- nych w ciasie 3 godz., w
żytnichdo 2 godz.), natomiast w
mąlcachpo-
rażonych
przyrost aminokwasów w hydrolizie
kończy sięznacznie
wcześniej (już
w czasie
około1 godz.), przy czym
ilośćoznaczanego azotu formolowego jest
jużwtedy
niższaw
mąkach porażonych aniżeliw
mąkach prawidłowych.Z obrazu krzywych
widać, że białko,w
mąkach porażonych uległopodczas przechowywania rozszczepieniu na polipeptydy,
hydrolizująceszybciej w warunkach
doświadczenia,. aniżeli białko mąk prawidłowych.Ponadto
częśćazotu w
mąkach porażonych została związanaw
połączenia nie
dająceaminokwasów w wyniku hydrolizy.
Ilośćazotu formolo- wego w
doświadczeniunie odpowiada
całkowitej ilościaminokwasów w próbkach
mąki, ponieważ częśćich
mogłaulec natychmiast
związaniu z
hydr~lizującymicukrami,
tworząc związkitypu Maillarda albo
też została rozłożona. Jednakże id~ntyczność
próbek
mąkii zachowanie tych samych warunków
doświadczenia pozwalająna
taką interpretacjęwyników. .
O z n a c z· e n i a i 1 o
śc i a z o t u w r ó
żn y c h f r a k c j a c h
białka. Doświadczenie
przeprowadzono wg schematu stosowanego przez
Rohlichai
współpracowników(12, 13).
Używaneroztwory eks- trakcyjne
zostałydobrane w ten sposób,
ażebyzmiany w rozpus2JCzal-
ności związków
azotowych
świadczyły odrazu o zmianach w 4 podsta-
wowych frakcjach
białkowych znajdujących sięw
mąkach.Nr 1 Roztocze magazynowe 7 Odważki mąki
po
11 miesiącachprzechowywania
wytrząsanoz poda- nymi w tabeli IV rozpuszczalnikami w czasie 2 godzin,
następniemie-
szaninę
odwirowywano; po pobraniu próbki przezroczystego
płynuz nad osadu dodawano do niej H2S04, odpar'Owywano, a
suchą pozostałośćspalano. Oznaczenie azotu ogólnego i azotu w
wyciągachprzeprowa- dzono wg metody poprzednio podanej
(17). Azot amoniaku oznaczano
wydmuchując
go oczyszczonym powietrzem z zawiesiny próbki w wodzie barytowej do mianowanego roztworu kwasu siarkowego.
Tabela IV
Ilość azotu związków rozpuszczalnych w wyciągach z mąk prawidłowych i porażo
nych T. farinae po 11 mies. przechowywania w wilg. wzgl. powietrza 7rf'/o
% azotu ogólnego
%
azotu ogólnego w mące przennnej ra- w mące żytniej 0-70 Azot związków rozp. w roz- zowejtworach ekstrakcyjnych
prawi~·ło-1
porażonejprawi~ło-1
porażonejweJ weJ
Woda 17,7 18,8 38,6 48,0
a następnie l(f-l/o-owy roztw.
NaCl 11,1 12, l 16,7 17,1
100/o-owy roztw. NaCl 25,8 30,9 32,5 36,6
7ffl/o-owy alkohol etylowy 36,4 28,0 42,1 34,1
'lfl/o-owy roztw. HCl 19,2 22,2 31,6 32,5
azot amoniaku 0,5 0,5 0,4 0,4
Wszystkie wyniki uzyskane w
doświadczeniu,umieszczone w ta- beli IV,
odnoszą siędo
zawartości·azotu w sucheJ masie i
wykazująjednocześnie
odsetek azotu ogólnego, oznaczonego w próbkach. Porów- nanie wyników uzyskanych w
mąkach porażonychi
prawidłowychwy- kazuje zmniejszenie
się pod Wpływem,porażenia ilościazotowych
związków rozpuszczalnych w 'JfJ'J/o-owym alkoholu, a
zwiększeniewe wszyst- kich
pozostałychroztworach ekstrakcyjnych.
Azot amoniaku praktycznie nie ulega zmianie, co ' jest tym ciekawsze,
że
Ha!/e (16), który
badałroztocze
rozwijające sięw serze,
wyczuwałzapach amoniaku po otwarciu naczynia z
hodowląroztoczy i przypusz-
czał, że
amoniak jest
głównym składnikiemwydalin; prawdopodobnie :>rganoleptyczne stwierdzanie amoniaku
miało związeknie tyle z azo-
tową przemianą
materii roztoczy, ile z
fermenta~jąsamego substratu.
rutaj
należy zaznaczyć, żew
badąniachchromatograficznych
kałuro2;- :rruszka
mącznego(5) stwierdzono jedynie
ślady·amoniaku.
Przeprowadzone
doświadczenia wykazują dużezmiany w strukturze
Miązków
azotowych. Jak
jużo tym
wyżej wspomniałem,wykazano
(!'l),:e w ziarnie i
mące prawidłowej istnieją przesunięciaw
rożpuszczal,- 1ości związkówazotowych w kierunku zmniejszania
rozpuszczalności·ych
związkóww gr.nie
długotrwałegoprzecbowywania. Stwierdzenie
8 H. Mlodecki
Nr 1
zatem po 11
miesiącach w mąkach porażonych zwiększonych ilości związkówazotowych rozpuszczalnych, w porównaniu z
mąkamikon- trolnymi nie
porażonymi świadczyo
zakłóceniunaturalnego procesu przemiany
białekw
mąkach.Do tego
należyjeszcze
dodać, ż.e częśćsubstancji
białkowychtworzy azotowe
związkinierozpuszczalne, wcho-
dzące
w
składokryw roztoczy.
Już
poprzednio
podałem, żegluten
składa się główniez gliadyny i gluteniny. Wyniki
doświadczeń wskazują, że zawartość związkówazotowych rozpuszcalnych w 7(11/o-owym alkoholu
obniża się,a
więcw tym
również obniża się zawartośćgliadyny, która jest
prolaminą.Tymczasem
zawartość związkówazotowych rozpuszczalnych w 20/o-owyrh kwasie solnym, w którym rozpuszcza
siędrugi
składnikglutenu glute- nina, jest
!bardzowysoka w
mąkach porażonychw porównaniu z kon- trolnymi. Zjawisko to daje
się wytłumaczyćzmianami w
części białkowej
mąk porażonych powstałymina skutek tego
porażenia.Na taki wynik
mogą mieć wpływ białkasamych
pajęczaków,enzymatyczne rozszczepienie
białeki wreszcie nagromadzenie
sięproduktów azotowej przemiany materii mikroorganizmów oraz
rozpuszczająca sięw kwasie solnym guanina, która znajduje
sięw ekskrementach roztoczy (5).
Gluten i
wartośćpiekarska
mąkiWg danych Rodionowa (14),
~awartośćglutenu surowego i suchego w
mąkach porażonych obniża się. Obniżenie się zawartościi pogorszenie
jakości
glutenu jest wg niego dostrzegalne
jużpo
upływie1
miesiąca żerowaniaroztoczy. Potwierdza to próba dodania
mąki porażonejdo
mąki prawidłowej,
która w 400/o-tach powoduje
wyraźnepogorszenie
właściwości
glutenu otrzymanego z takiej mieszanki.
Doświadczeniamoje
potwierdziły spostrzeżeniaRodionowa. Gluten otrzymany
metodąBallanda (19), jest po 11
miesiącach żerowaniaroztoczy tak bardzo
„zepsuty",
żestaje
sięniejednokrotnie niewymywalny. Gluten z próbek
porażonych,
z których
udało sięgo
otrzymaćjest
mało rozciągliwy·
i rwie
się. Ilośćjego jest znacznie mniejsza od glutenu otrzymanego z próbek
prawidłowych.Przeprowadzone
równocześniepróby wypieku ciasta z
mąk użytychdo
doświadczeń stwierdziły obniżenie sięwar-
tości
piekarskich
mąk porażonychpsiennych i
żytnich.Badanie war-
tości
piekarskiej
mąkiprzeprowadzono w ten sposób,
żez
mąkprawi-
dłowych
i
porażonychprzygotowano ciasto i po wypieczeniu mierzono
średnicę
podstawy,
wysokośći
oibj~tośćotrzymanego pieczywa.
·Wy- niki
ujętow tabeli V.
Dane z
doświadczeń potwierdzają prawidłowośćpoprzedniej inter- pretacji wyników, które
świadcząo
dużejdestrukcji
części białkowejpod wpływem porażenia.
W związku
z
powyższymiwynikami
należyjeszcze
odpowiedziećna dwa
nasuwające siępytania:
1)
jaka
ilośćazotu i w jakiej formie pierwiastek ten jest
wiązanyw organizmach roztoczy?
. 2). czy wydalańa
przez rozkruszki guanina
może zostaćw
mącestwier- dzona i oznaczona?
Przeprowadzono badania w tym kierunku.
Nr 1
Roztocze magazynowe 9 Tabela VWłaściwości piekarskie mąk prawidłowych i porażonych
-Stosunek parametrów - w %-ach pieczywa Próbka mąki
z mąk chlebki porażonych do pieczywa z mąk prawidłowych
średnica I I
podstawy wysokość objętość
Pszenna 0-72 100 100 100
" porażona T. farinae 111,5 92,7 69,6
T. pernicios. 105,8 98,7 95,6
Pszenna razowa 100 100 100
porażona T. farinae 108,3 91,2 68,6
" T. pernicios. 104,0 91,0 92,6
żytnia 0-60 100 100 100
" porażona TT. pernicios. . farinae 115,4 112,3 '83,8 80,l 92,9 83,3
Żytnia 0-70 100 100 100
porażona T. farinae 100 88,2 96,1
, ,
T. pernicios. 103,1 91,2 98,6Azot
wiązanyprzez roztocze
W
składkazdego
żywegoorganizmu
wchodzą związki białkowe.Ich przemiana jest wynikiem
zachodzącychw ustroju procesów biolo- gicznych. Nasza wiedza o budowie chemicznej tych
związkówu zwie-
rząt wyższych
jest niewielka, jeszcze mniejsza jest wiedza o budowie
biał'ek
u
zwierząt niższych.W badaniach swoich
uwzględniłemjedynie te fragmenty zagadnienia, które
mogłyby rzucić światłona
ocenęproduktów
pmażonych.Ciężar
roztoczy
i zawartośćwody w ich organizmach. Roztocze z ga- tunków Tyroglyphus farinae i Tyrophag:us perniciosus
wyodręibniohoz hodowli o
wilgotności względnejpowietrza 78'°/o, umieszczono w na-
czyńku
wagowym i
zważonona wad&e mikroanalitycznej.
Następniezabito je przez ogrzewanie w temperaturze 105°, wysuszono w tej tem- peraturze,
zważonopowtórnie i policzono je pod
lupą dwuokularową.Nie stwierdzono
obecnościfragmentów
mąki.Otrzymano
następujące-wyniki:
·; · )
Przeciętny ciężar
rozkruszka
mącznego(bez
rozróżniania·poszczegól-
·nych stadiów rozwojowych)
wynosił4,5 µg.
Zawartość
wody u T . farinae
wynosiła58,240/o, suchej masy 41,760/o ,, ,, T. perniciosus „ 63,46'0/o, ,,
,, .36,54°/o.
, Oznaczenie ogólnego azotu w organizmach roztoczy. Oznaczenia azotu roztoczy przeprowadzono
metodąKjeldahla wg przepisu podanego po-
, .rzednio (17) w masie
pozostałejz poprzedniej
części doświadczenia.Otrzymane wyniki przedstawia tabela VI.
10
H. MłodeckiTabela VI
Ilość azotu w organizmach roztoczy
Gatunek rozkruszka
%
azotuprzyżyciowo
\w suchej masie ,Tyroglyphus farinae Tyrophagus perniciosua
3,04 2,55
7,276 7,015
Nr l
Powyższe doświadczenie
wskazuje na znaczne gromadzenie
sięazotu w organizmach roztoczy.
Jakościowy skład
aminokwasowy
białek wchodzącychw
składorga- nizmów roztoczy. Wysuszone roztocze z gatunku T. farinae
odtłuszczono3-krotnie chloroformem umiesz, czono w
ampułce;dodano 25°/o-owego kwasu solnego,
ampułkę napełnionogazem
obojętnym(C02), zatopiono i hydrolizowano we
wrzącej łaźniwodnej przez 24 godz.
Ochłodzonodo temperatury o
0 iw tej temperaturze odparowano chlorowodór pod zmniejszonym
ciśnieniem.Dwukrotnie dodawano
wodęi odparowywano w nlskiej temperaturze do sucha.
Pozostałośćmacerowano w
ciągu2 go- dzin 200/o-owym izopropanolem.
Wyciągnanoszono (w
różnych ilościach)na
linię startową bibułyWhatman nr 1 i rozwijano chromatogram tech-
niką wstępującą, jednokierunkową, dwustopniową zalecaną
przez Nowo- rytko i
Sarnecką-Keller(20),
stosującjako I rozpuszczalnik fenol+woda (4+ 1), a po uwolnieniu
bibułyod fenolu przez wysuszenie, jako II roz- puszczalnik zastosowano n-butanol+ kwas octowy lodowaty+ woda (50 + 50 + 30). Chromatogram
wywoływano0,21()/ o-owym roztworem izatyny w acetonie
zawierającym4°/o kwasu octowego.
Posługując się tą metodą
stwierdzono w hydrolizacie
obecność następujących
aminokwasów: 1. leucyna, 2. izoleucyna, 3. prolina, 4. hydro- ksyprolina, 5. fenyloalamina, 6. lizyna, 7. arginina, 8. seryna, 9. glikokol, 10 kwas asparaginowy, 11. cysteina, 12. cystyna.
Prawdopod~bnie wykaz aminokwasów
wchodzącychw
skład białe~roztoczy nie jest kompletny. W warunkach hydrolizy
kwaśnejniektóre aminokwasy
ulegają całkowitemu(tryptofan) lub
częściowemu rozłożeniu (seryna, treonina
icystyna) (8) .Stwierdzenie w hydrolizacie
międzyinnymi seryny i cystyny
świaaczyć możeo
dużej zawartościtych aminokwasów w organizmie rozkruszka
mącznego.Z
doświadczeniawynika,
że pięćz wymienionych · aminokwasów (leucyna, izoleucyna, fenyloalanina, lizyna i arginina)
należącychdo grupy aminokwasów egzogennych
są związanew organizmie rozkrusz- ka. Prawdopodobnie
częśćz nich
wiązanajest w skleroproteinach okryw.
Aminokwasy te
występująobficie w skleroproteinach
zwierzęcych(21).
Duża też ilość
azotu z
peWl',\QŚCią związanajest w kutikuli w postaci
· chityny, która jest acetyloaminowielocukrem, jak
równieżw postaci guaniny, która
może być odkładanaw
powłokach,podobnie jak jest
odkładana
w
powłokac~ pająków(21, 30).
Okrywy roztoczy nie
tóllftrawione ani w przewodzie pokarmowym (2), ani in vitro (22f
Stąd teża,minokwasy
białka wchodzącegow
składokryw i prawdopodobnie
częściowoaminokwasy substancji
białkowychNr
1 Roztocze magazynowestanowiących resztę
organizmu roztoczy nie
sąprzyswajalne,
jeśli dostaną sięwraz z pokarmem do przewodu pokarmowego
·człowieka 1 zwierząt sta_łocieplnych.Takie _ wnioski
nasuwają się, jeżeliwyniki przedstawionych
doświadczeńporówna
sięz
doświadczeniamiopisy- wanymi przez Rodionowa
(14).Autor ten podaje,
żepo skarmieniu
mąką porażoną zwierząt doświadczalnych
(szczury i myszy)
stwierdz;ić możnau nich zmniejszony przyrost
ciężarui
degenerację narządówwe-
wnętrznych
jako wynik
niedożywienia.Podobne wyniki otrzymali Szwabowicz i
współpracownky(27) w do-
świadczeniach,
tucznego karmienia drobiu
materiałemporazonym przez rozkruszka
mącznego,jakkolwiek nie
wyciągnęlize swoich wyni- ków takich wniosków;
stwierdzająoni jedynie,
żepasza
porażonajest nietoksyczna. Skarmiane przez nich w okresie 3 tygodni
kurczętai kacz- ki
wykazały następującyprzyrost
ciężaru:kurczęta doświadczalne 8,63°/o,
kontrolne
12,00/o,kaczki „ 63,500/o „
69,60/o.Równocześnie zużycie
paszy na 1 kg przyrostu
ciężaru wynosiło:kurczęta doświadczalne 12,8
kg, kontrolne
10,6kg,
kaczki „
6,08kg, ,,
5,6kg.
Przytoczone
doświad~zenia świadcząjednak o
szkodliwościpokarmu
porażonego,
a
może równieżo
zakłóceniachw metalbolizmie
zwierzątkarmionych.
W
świetletych faktów
stają siętrudniejsze do zrozumienia wnioski z innych
doświadczeńSzwabowicza i
współpracowników(24, 25,
26).Dokonali oni szeregu obserwacji
różnych zwierząthodowlanych (koni, owiec,
gołębi,kur,
świńitd.), którym podawano
paszęz
dużymi ilościami rozkruszka
mącznego.Nie zaobserwowali oni tOlksycznego
działania· porażonejpaszy;
wedługnich
zwierzętahodowlane
przybierają„dobrze"
na wadze, ale wahania w ·
ciężarzejednak
istnieją.Przeprowadzona sekcja
świń (26)nie
wykazała żadnychzmian chorobowych.
Małe ilości zwierzątw poszczególnych grupach
doświadczalnych, różnorod.p:ośćga- tunków i podawanie paszy
uzupełniającejnie
może zobrazowaćwy-
raźnie
zagadnien_ia
szkodliwościpaszy
porażonejdla
zwierząthodowla- nych. Prawdopodobnie w
porażonychpaszach
użytychdo
doświadczeńdestrukcja
części białkowejnie
postąpiłazbyt daleko, albo
zwierzętakarmione
czerpałysubstancje
odżywczez paszy
uzupełniającej,jaka
:,yła
im podawana wraz z
porarżoną. Może tężczas karmienia dla „du-
~ych"
zwierzątnie
byłdostatecznie
długi, aże'byniekorzystny
wpływJrocesu
porażeniapaszy
mógł się uwidocznić; wpływmetabolitów
·oztoczy i
towarzyszącychim mikroorganizmów na organizmy
zwierząt ioświadczalnych mógł byćniedostatecznie
duży, ażeby uwypuklićza- dócenia w ich przemianie materii.
Doświadczeniate
mają tę dodatnią itronę, że wskazująna
możliwość „względniebezpiecznego" wykorzy- :tania w hodowli
zwierzątproduktów
porażonych,których
użyciedla
udzi staje
się niewłaściwe, niepożądane·albo niebezpieczne.
Gu a n i n a -
końcowyprodukt
białkowejprze mi a-
l
y m a t er i i r o z t o c z y m a g a z y n o wy c h.
Głównym końcovym produktem · azotowej przemiany materii rozkruszka
mącznego ęstguanina znajdowana chromatograficznie w kale tych
zwierząt.(5).
'rzebadane przeze mnie ekskrementy T. perniciosus
wykazywałyrów-
1ież duże ilości
guaniny. Guanina
występujejako
końcowyprodukt
12 H. Mlodecki
Nr 1
azotowej przemiany materii u
pająków(31), i
może stanowić85°/o
związków
azotowych wydalanych przez te stawonogi (32).
Maloef(31) przytacza prace, wg których roztocze i kleszcze
wydalająkwas moczo- wy jako
końcowyprodukt azotowej przemiany materii. Istnienie
układuwydalniczego u roztoczy o
budowię•
zibieżnejz
układemwydalniczym
pająków
poddaje
myśl, żeguanina
· może być końcowymproduktem ich przemiany materii. •W
końcowychodcinkach przewodu pokarmowego
Hyalomma savignyi (Ixodides)i u innych kleszczy (30) znajdowano
złogi,które
pod względem właściwościoptycznych
odpowiadająguaninie.
Stwierdzenie- guaniny w kale T. farinae i T
. perniciosus metodąfizyko-
chemiczną
(5) daje
niewątpliwyargument w sprawie
końcowegoproduktu azotowej przemiany materii u Tyroglyphidae. Istnienie guaniny jako
końcowego
produktu
białkowejprzemiany materii roztoczy jest zgodne z
zasadniczą myślątezy Needhama (21),
wedługktórej
lądowytyp roz- woju embrionalnego
zwierzątcechuje nierozpuszczalny produkt
końcowy. Guanina, podobnie jak kwas moczowy, jest
substancjąnierozpu-
szczalną
w wodzie; rozpuszcza
sięjedynie w kwasach i zasadach.
Dalsze badania
poszływ tym kierunku,
ażebyprzez
możnośćwykry- cia i oznaczenia guaniny,
można byłochemicznie
określić stopieńznisz- czenia substancji
białkowejw
mącei zanieczyszczenia jej odchodami · roztoczy.
W celu wyekstrahowania wolnej guaniny z
materiału roślinnegostosowano 20/o-owy roztwór HCl, przy czym jako najkorzystniejszy sto- sunek
materiału.badanego do roztworu ekstrakcyjnego ustalono w
mąkach na 1: 5.
W badaniach
wyciągówzastosowano
technikę ,chromatografii
wstępującej
ha bibule Whatman nr 1 w komorze cylindrycznej
wysokości29 cm
012
,5 cm. W celu rozwijania chromatogramu stosowano symko-lidynę nasyconą wodą,
a do
wywoływanianasycony alkoholowy roz- twór chlorku
rtęciowegoz 0,2
10/o-owym dodatkiem eozyny. Nadmiar odczynnika
wywołującego wypłukiwanoalkoholem etylowym. Roz,wi- janie chromatogramu
trwało18 godzin; metodyka ta stosowana
byław
badaniach
kałurozkruszka
mącznego(5).
·Każdy materiał
biolo_giczny
może zawieraćwolne· puryny
pochodzącez rozpadu nukleotydów i wolnych kwasów nukleinowych.
Ilościwol- nych puryn wykrywane w materiale
roślinnymnie
są-zazwyczaj du-
że
(28). W istocie chromatograficzna analiza ogólnej
zawartościpuryn uzyskanych po hydrolizie nukleotydów nasion buraka cukrowego wy- kazuje
duże ilościadeniny, a znacznie mniejsze guaniny i innych pu- ryn (29). W badaniach
. wstępnychstwierdzono,
że mąka prawidłowapszenna i żytnia różnych przemiałów nie żawiera takich ilości wolnej albo odszczepiav.ej podczas ekstrakcji guaniny, która by
mogławe
właściwy
sposób
zostaćwyekstrahowana i chromatograficznie wykaza- na. W oznaczeniach tych na
I linię startową nakładano wyciągi
20/o-owym HCl z
mąk, odpowiadające40 mg produktu
prawidłowego.Stosując różne_
okresy czasu (1-5 godz.) ekstrakcji
mąki,do której dodano_
określoną ilośćguaniny stwierdzono,
że intensywnośćzabarwie- nia plamy wzrasta jedynie podczas maceracji do 3 godzin. Z tego wy-
pływa
wniosek,
żew celu wykrycia i oznaczenia
małych ilościwolnej guaniny wystarcza ekstrakcja 3 g,odzinna.
Po przebadaniu sposobu i czasu ekstrakcji
zajęto sięustaleniem wy-
krywalności
guaniny. Stwierdzono, na wzorcach guaniny,
żew warun-
Nr 1
·"'~•,"- w 4 . 5t4.%i4E# • _ '\'· · ,,. -,. SV••~~••~c·-,;">,N'••r,, ••~.ęcl?'""""""';"''"l"'>"••oc•,, ·~,:~•••,,,,.,,.-,;,,,,_,,,,~,,,,; .
UIII
. • •, , . ,Roztocze magazynowe · 13 ·
kach
doświadczenia, wyraźneplamy widoczne
sąna chromatogramach, które
'Odpowiadają2 µg guaniny. Mniejsze
ilościsubstancji wykrywanej
dają
plamy
niewyraźne. Intensywnośćich zabarwienia wzrasta do
około
10-12 µg.
Większe ilościguaniny trudno
jużjest wizualnie
ocenić.Próby
użyciafotometru Pulfricha z
kamerąUlbrichta do <>Geny obiek- tywnej
światłaodbitego nie
powiodły się. ··Stwierdzono
następnie, że jeżeliekstrahowana
mąkazawiera doda- tek 0,1°/o guaniny (tzn. 2 µg guaniny w 2 mg
mąki),to
ilość tę możnachromatograficznie
wykazaćprzez
nałożeniel()µl
wyciągu1 : 5.
Nakładając większe ilości
µl
wyciągu zawierającego mniejszą ilośćguaniny uzyskuje
się możnośćwykrycia mniejszej procentowej
zawartościtego
związku.
(Potrzebna jest
dużaWprawa).
W oparciu o
powyższe doświadczeniaustalono
następującyprzepis
postępowania
i wykonano wg niego oznaczenia guaniny w
mąkachpo-
rażonych:
Do 1 g
mąkidodawano 5 ml 2"/o-owego roztworu HCl i macerowano w
ciągu3 godzin
często wstrząsając. Mieszaninęodwirowano i z kla- rownego
płynunad osadem pobierano
odpowiednią ilośćµl (5, 10, 15, 20 co odpowiada
mącew
ilości1, 2, 4 i 5 mg) i
nakładanona
linię startową bibułyWhatman nr 1
wysokości28 cm. Ponadto na
linię startowąna-
kładano
wzorce guaniny
równające się2, 3, 4 i 5 µg tego
związku.Bibułę
umieszczano w suszarce o temp. 40° na
około1,5 godz. w celu
usunięcia
nadmiaru HCl, który przeszkadza w rozwijaniu chromatogra- mu.
Następnie bi'bułęumieszc;zono w komorze chromatograficznej wy-
pełnionej
parami symkolidyny nasyconej
wodą.Chromatogram rozwija- no w
ciągu18 godzin, po czym suszono powietrznie, a
następniew
ciągu 5 minut w suszarce o temp. 60-80°. W celu
wywołaniaplam guani- ny,
bibułęzanurzano w nasyconym alkoholowym roztworze HgC12 z 0,20/o-owym dodatkiem eozyny; nadmiar odczynnika usuwano przez
kilkakrotną kąpiel 'bibuły
w alkoholu.
Wywołaneplamy porównywano z wzorcami (Rf guaniny = 0,43-0,46).
Tutaj
należy nadmienić, żeplamy kwasu moczowego
,znajdowanego
wkale owadów,
występująna
wysokości Rt= ca 0,2.
Ilościtego
związku
znajdowane w kale roztoczy (15), jako produkt - prawdopo-:- ddbnie purynowej przemiany materii, ze
względuna
małąich
ilośćnie
są tą metodą
wykrywane.
O z n a c z en i e i 1 o
śc i r o z t_ o c z y w
mąk a c h p or a
żo n y c h.
W
oznaczeniach
ilościroztoczy, jakie
znajdowały sięw
mąkach,za- stosowano
metodę mikroanalitycznąwykrywania
zanieczyszczeńw
mące opisanąprzez Dzierzgowskiego i Jacewicza (22).
Metoda ta polega na kwaśnej i enzymatycznej hydrolizie mąki. Odważkę mąki
zalewa się najmniej 4-krotną ilością wrzącego 0,5-n HCl, szybko, dokładnie roz- ciera i gotuje się w ciągu 10 min. Do ostudzonej mieszaniny dodaje się wodę
w ilości użytego uprzednio kwasu i kilka kropli 0,02Kl/o-owego wodnego roztworu czerwieni fenolowej. Ciągle mieszając zobojętnia się 5-n NaOH, dodaje się nasy- conego roztworu NasPO, (w ilości ml = 100/o odważki mąki) i doprowadza mie- szanię do pH 7, a następnie dodaje pankreatynę w ilości 4% w stosunku do od-
ważki mąki. Mieszaninę trzyma się w termostacie przez kilkanaście godzin. Na na-
stępny dzień przenosi się mieszaninę do cylindrycznego rozdzielacza z rurką gumo-
wą i wytrząsa ruchem kołowym z eterem naftowym. Roztocze jako zanieczyszcze- nia zbierają się na granicy zetknięcia się dwóch warstw. Warstwę wodną usuwa
14
H. MłodeckiNri 1
się przez gumową rurkę, pozostawiając jej nieco, a następnie kilkakrotnie prze- mywa wodą destylowaną. Pozostałość warstwy wodnej i warstwę eterową wyle- wa się przez rurkę na płytkę Petriego i rozdzielacz popłukuje się kilkakrotnie eterem. Po odparowaniu płynów roztocze liczy się pod lupą dwuokularową pod-
kładając uprzednio pod płytkę papier milimetrowy. Jeżeli odważka mąki zawiera
dużo roztoczy, liczenie jest dość uciążliwe.
Tab el a VII
Oznaczenia zawartości guaniny oraz ilości rozkruszka
mącznego w mąkach porażonych
(liczby ustawione w szeregu wzrastającym)
L,p. %-owa zawartość llość rozkruszków
oznaczenia guaniny w 1 g mąki
1 0.045 141
2
o.os
2923 0,15. 548
4 0,35 1075
5 0,55 1600
6 0,55 2035
7 0,62 2196
8 0,90 2994
9 1,00 3200
średnia ilość rozkruszków w. 1 g mąki x
=
1466 szt.zawart. guaniny w mące· poraż. y = 0,46850/o
Stosując
obydwa przepisy, wykonano oznaczenia
mąk porażonych,a wyniki tych
oznaczeńumieszczono w tabeli VII w szeregu wzra-
stającym.
Zależność ilości
guaniny od
ilościroztoczy.
Wy-niki z tabeli VII przeanalizowano wg metod statystycznych i stwier- dzono,
żeistnieje
zależność pomiędzy ilościąroztoczy w
mącea zawar-
tością
guaniny.
.Korelacja jest liniowa;
współczynnikkorelacji wynosi + 0,965,
współczynnik
regresji a = tga - 0,9556 co odpowiada.
kątowia
= ca. 43°. Na rycinie nr 3 naniesiono punkty
odpowiadającerzeczy- wistym wynikom analiz.
Zależność
korelacji od warunków biologicznych
środo
wis ka.
Następne doświadczenie pozwoliło ustalić, że zależność pomiędzy ilością
roztoczy i
guaninąw
mące porażonej możenie
nastąpić
w dwóch przypadkach:
1. w pierwszych dniach ataku roztoczy na
środowisko;2. gdy
następuje żywiołowyrozwój
pleśniw
mące porażonej.Wyniki
oznaczeń ilościroztoczy i wolnej guaniny w dwóch równoleg-
łych
hodowlach, z których jedna
uległazaple.$nieniu obrazuje rycina 4.
Z biegu krzywych wynika,
żegdy w
mące rozw,ijają. sięmikroorganiz-
my, które
można wyczućorganoleptycznie po charakterystycznym za-
pachu, daje
się zaznaczyćzmniejszenie
ilościwydatariej_ przez roztocze
guaniny mimo wzrostu
ilościroztoczy. Zmniejszenie jej
'.ilościznajduje
Nr · l
.
~s 0.75
§ 0,50 5,
~
0,25
• •
Roztocze magazynowe 15
800 1600 2400 3200
szt.roztoczy
:yc. 3. Tablica korelacji (zależność pomiędzy ilością .roztoczy i guaniną);
- - - - linia regresji
300
.,,,
.._ 200
~
] ...
....
~ -~ 100~ 0,1
--><-·---·
0,05
o
-· ....,..- ..,,,... ..,,,.,.
4
,,,, . .,,,,,.✓·
/
_,,,//y.
,,/
--.
8 tyg.
c. 4. Zawartość guaniny i ilość roztoczy w mące pleśniejącej i niepleśniejącej;
-.-.- ilość roztoczy w 1 g 'mąki, - - - zawartość guaniny w mące niepleś
niejącej, - - - zawartość guaniny w mące pleśniejącej