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B-590.16.112 [2020-10] Glucose – enzymatisch

Der Extraktgehalt einer normalen Bierwürze besteht gewöhnlich zu etwa 90 % aus Kohlenhydraten, weshalb diesen bei der Bierherstellung auch die größte Bedeutung zukommt.

Die teils beim Mälzen, hauptsächlich aber während des Maischens gebildeten löslichen Kohlenhydrate lassen sich als Abbauprodukte der ursprünglich im Gerstenkorn als Reservestoff eingelagerten Stärke in drei Gruppen aufgliedern:

Durch Bierhefe vergärbare Zucker (Maltose, Maltotriose, Saccharose, Glucose und Fructose)
Unvergärbare Oligosaccharide mit 4–20 Glucose-Einheiten, mit Iod nicht reagierend
Dextrine mit mehr als 20 Glucose-Einheiten, mit Iod reagierend

Mono-, Di- und Trisaccharide bestimmen in ihrer unterschiedlichen Menge die Angärung, Vergärung und den Vergärungsgrad von Würze und Bier. Ein Defizit an Monosacchariden erschwert die Angärung, ein Mangel an Disacchariden verzögert die Gärung und verringert den Endvergärungsgrad.

Während die Menge an Würzezuckern über die Gärung einen großen Einfluss auf die Qualität des Bieres ausübt, stellen die Oligosaccharide eine durch Bierhefe unvergärbare Fraktion dar. Man misst ihnen jedoch als Bestandteile der Kältetrübung, Aromaträger sowie Dispersionsmittel eine gewisse Bedeutung zu. Auch lassen sich aus Zusammensetzung und Konzentration dieser Stoffgruppe in der resultierenden Würze Rückschlüsse über den Verlauf der Amylolyse während des Maischprozesses ziehen.

Höhermolekulare Abbauprodukte (Dextrine) der letzten Gruppe kommen in Würze und Bier kaum vor.

Die Bestimmung von Zucker ist besonders bei der Ermittlung des Nährwertes von Bedeutung. Hauptsächlich vorkommende Zucker sind Glucose, Fructose und Saccharose. Maltose, Maltotriose und Dextrine werden in Sportlergetränken als Energielieferant eingesetzt. D-Sorbit kommt in Kern- und Steinobst vor.

Die Zuckerbestimmung kann mittels HPLC und refraktometrischer Detektion, Ionenchromatographie und gepulster amperometrischer Detektion oder mittels enzymatischer Analyse durchgeführt werden.

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Die Bestimmung von Glucose und Fructose sind insbesondere bei der Untersuchung von ...

... hochvergorenen Bieren und Fructose mit dem Ziel einer Kohlenhydratreduzierung von Bedeutung. Für die Beurteilung und Bewertung von Malzgetränken und Nährbieren ist u. a. Glucose maßgebend. Für die Hefe ist sie ein leicht verwertbares Kohlenhydrat und kann somit den Gärverlauf beeinflussen.

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Die Konzentrationen der Coenzymepaare NAD/NADH⁺ oder NADP/NADPH⁺ werden typischerweise spektralphotometrisch bei einer Wellenlänge von 340 nm erfasst.

Es besteht auch die Möglichkeit die Coenzympaare photometrisch bei den Wellenlängen Hg 334 oder Hg 365 nm zu erfassen.
Dabei muss berücksichtigt werden, dass sich der molare Extinktionskoeffizient (ε) mit der Wellenlänge ändert.

Wellenlänge	ε (Molarer Extinktionskoeffizient)
340 nm	= 6,30 in l × mmol^-1 × cm^-1
Hg 365 nm	= 3,50 in l × mmol^-1 × cm^-1
Hg 334 nm	= 6,18 in l × mmol^-1 × cm^-1

alkloholfreie Erfrischungsgetränke (AFG)

Säfte

Getränke

Aufgabenstellung/Zweck

Bestimmung von Glucose mittels Enzymatik.

Anwendungsbereich

Geeignet für Biere, Biermischgetränke, Malzgetränke und alkloholfreie Erfrischungsgetränke (AFG).

Prinzip

Glucose wird durch das Enzym Hexokinase (HK) und Adenosin-5’-triphosphat (ATP) zu Glucose-6-phosphat phosphoryliert:

\(\text{Glucose + ATP} \space ^{\underrightarrow{\text{HK}}} \space \text{G-6-P + ADP}\)

In Gegenwart des Enzymes Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6P-DH) wird G-6-P von Nicotinamid-Adenin-Dinucleotidphosphat (NADP⁺) zu Gluconat-6-phosphat oxidiert. Es entsteht reduziertes Nicotinamid-Adenin-Dinucleotidphosphat (NADP + H⁺):

\(\text{G-6-P + NADP}^+ \space ^{\underrightarrow{\text{G6P-DH}}} \space \text{Gluconate-6-Phosphate + NADP + H}^+\)

Die während der Reaktion gebildete NADPH-Menge ist der Glucosemenge äquivalent. NADPH ist Messgröße und wird aufgrund seiner Absorption bei 340 nm bestimmt.

Hinweis:

Alternativ kann auch NAD⁺/NAD + H⁺ statt NADP⁺/NADP+ H⁺ verwendet werden:

\(\text{G-6-P + NAD}^+ \space ^{\underrightarrow{\text{G6P-DH}}} \space \text{Gluconate-6-Phosphate + NAD + H}^+\)