Stoffwechselphysiologie der Fette und Fettahnlicher Stoffe / The Metabolism of Fats and Related Compounds

523 Pages·1957·31.84 MB·German-English-French

by  Maximilian Steiner (auth.), Professor Dr. phil. Maximillian Steiner (eds.)

Handbuch der Pnanzenphysiologie • Encyclopedia of plant physiology
Gesamtdisposition: Synopsis of the contents:
Teil I. Allgemeine Grundlagen. Part I. General foundations.
Band I. Genetische Grundlagen physio. Vol. I. Genetic control of physiological
logischer Vorgange. Konsti. processes. The constitution of
tution der PfIanzenzelle. the plant cell.
" II. Allgemeine Physiologie der " II. General physiology of the plant
Pflanzenzelle. cell.
Teil II. Stoff- nnd Energiewechsel. Part II. Metabolism.
m. m.
Band Pflanze und Wasser. Vol. Water relations of plants.
IV. Die mineralische Ernahrung der " IV. Mineral nutrition of plants.
Pflanze.
V. Die CO •. Assimilation. V. The assimilation of carbon
dioxide.
VI. Aufbau, Speicherung, Mobili. VI. Formation, storage, mobiliza·
sierung und Umbildung der tion, and transformation of
Kohlenhydrate. carbohydrates.
" VII. Stcffwechselphysiologie der " VII. The metabolism of fats and
Fette und fettahnlicher Stoffe. related compounds.
" VIII. Der Stickstoff·Umsatz. " VIII. Nitrogen metabolism.
IX. Der Stoffwechsel der schwefel· " IX. The metabolism of snUur· and
und phosphorhaltigen Verbin. phosphorus.containing com·
dungen. pounds.
X. Der Stoffwechsel sekundarer X. The metabolism of secondary
Pflanzenstoffe. plant products.
XI. Die Heterotrophie. " XI. Heterotrophy and heterotrophic
plants.
" XII. Die Pflanzenatmung, einschlieB· " XII. Plant respiration, incl. fermen·
lich Garungen und Saurestoff· tations and acid metabolism in
wechse!. plants.
" XIII. Der Stofftransport in der .. XIII. Translocation in plants.
PfIanze.
Teil m. Wachstnm, Entwicklung, Part m. Growth, development,
Bewegungen. movements.
Band XIV. Wachstum und Wuchsstoffe. Vol. XIV. Growth and growth substances.
XV. Differenzierung und Entwick· XV. Differentiation and develop.
lung. ment.
XVI. AuBenfaktoren in Wachstum .. XVI. External factors affecting
und Entwicklung. growth and development.
" XVII. Physiologie der Bewegungen. .. XVII. Physiology of movements.
L Bewegungen durch EinfIiisse 1. Movements due to mechani
mechanischer und elektri· cal and electrical stimuli
scher Natur sowie durch and to radiations.
Strahlungen.
2. Bewegungen durch Einfliisse 2. Movements due to the ef
der Temperatur, Schwer· fects of temperature, gra
kraft, chemischer Faktoren vity, chemical factors and
und aus inneren Ursachen. internal factors .
" XVIII. Sexualitat, FortpfIanzung, .. XVIII. Sexuality, reproduction, alter·
Generationswechsel. nation of generations.
ENCYCLOPEDIA
OF PLANT PHYSIOLOGY
EDITED BY
W.RUHLAND
COEDITORS
E. ASHBY· J. BONNER· M. GEIGER-HUBER· W. O.JAMES
A. LAN G . D. MaLLE R· M. G. ST ALF ELT
VOLUME VII
THE METABOLISM OF FATS
AND RELATED COMPOUNDS
CONTRIBUTORS
J. ASSELINEAU . E. BAMANN . W. FRANKE· H. FREHSE
J. A. LOVERN· M. L. MEARA· K. SCHMALFUSS . M. STEINER
P. K. STUMPF· E. ULLMANN· H. v. WITSCH . A. ZELLER
SUBEDITOR
M. STEINER
WITH 59 FIGURES
SPRINGER-VERLAG
BERLIN· GOTTINGEN· HEIDELBERG
1957
HANDBUCH
DER PFLANZENPHYSIOLOGIE
HERAUSGEGEBEN VON
W.RUHLAND
IN GEMEINSCHAFT MIT
E.ASHBY·]. BONNER· M. GEIGER-HUBER ·W.O. JAMES
A. LANG· D. MULLER· M. G. STALFELT
BAND VII
STOFFWECHSELPHYSIOLOGIE DER FETTE
UND FETTAHNLICHER STOFFE
BEARBEITET VON
]. ASSELINEAU . E. BAMANN . W. FRANKE· H. FREHSE
]. A. LOVERN· M. L. MEARA· K. SCHMALFUSS . M. STEINER
P. K. STUMPF· E. ULLMANN· H. v. WITSCH . A. ZELLER
REDIGIERT VON
M. STEINER
MIT 59 ABBILDUNGEN
SPRINGER-VERLAG
BERLIN· GOTTINGEN· HEIDELBERG
1957
ISBN· 13: 978·3·642·94705·6 .·ISBN·l3= 978·3·642·94704·9
DOl: 10.10071978·3·642·94704·9
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Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1957
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Inhaltsverzeichnis. - Contents.
I. Einfiihrung und Ubersicht.
Seite
Von Professor Dr. M. STEINER .............. . I
I. Geschichtliche Bemerkungen . . . . . . . . . . . . I
II. Zur Nomenklatur und Methodik der Fettchemie; Fettkennzahlen 3
III. Stoffumgrenzung und Inhaltsiibersicht 7
Literatur ...... . 8
II. Die Pflanzenfette.
(Chemie und sonstige Eigenschaften, Methoden, Verbreitung in Pflanzenarten
und -organen).
A. The fats of higher plants. By Dr. M. L. MEARA . . 10
I. Occurrence of fats . . . . . . . . . . . . II
II. Component fatty acids of the higher plant fats II
1. The higher saturated acids . . 12
2. The higher unsaturated acids . 14
3. Diethenoid acids CnH2n-402 . 16
4. Triethenoid acids CnH2n-602 . 17
5. Tetraethenoid acids ' 18
6. Keto acids. . . 18
7. Acetylenic acids 18
8. Hydroxy acids 19
9. Dibasic acids . 20
10. Cyclic acids 20
III. Analysis. . . . . 21
IV. Component acids of root fats. 22
V. Component acids of bark fats 22
VI. Component acids of leaf fats . 23
VII. Component acids of fruit coat fats 25
VIII. Seed fats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 27
1. Seed fats in which the major components are linoleic, linolenic and/or oleic
acids, i. e. family groups A and B . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2. Seed fats in which the major components are linoleic, oleic, linolenic or
other conjugated polyethenoid acids, i. e. family group C . . . . . . . . 30
a) Cucurbitaceae seed fats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
b) Euphorbie.ceae seed fats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
c) Rosaceae seed fats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3. Seed fats in which palmitic, oleic and linoleic acids are major components,
i. e. families belonging to group D. . . . . . . . . . . 35
4. Seed fats containing characteristic acids . . . . . . . . 35
5. Seed fats containing petroselinic acid, i.e. family group E 36
6. Seed fats containing tariric acid, i.e. family group F. . . 36
7. Seed fats containing erucic acid. . . . . . . . . . . . 37
8. Seed fats with cyclic acids as major components . . . . 38
9. Seed fats containing specific saturated acids . . . . . . 38
10. Seed fats containing arachidic, behenic or lignoceric acids . . . . . . . 39
II. Seed fats containing stearic acid as a major constituent, i. e. family group K 40
12. Seed fats containing lauric and myristic acids as major constituents, i. e.
family group L . . 41
IX. Component glycerides . 43
Literature ....... . 44
VI Inhaltsverzeichnis. - Contents.
Seite
B. Die Fette der Algen. Von Professor Dr. H. v. WITSCH. Mit 1 Abbildung 50
I. Vorkommen. . . . . . . . . . . . . . . . 50
II. Methodisches, Bedingungen fiir die Fettbildung 50
lli. Chemie der A1genlipoide . . . . . . . . . . 53
Literatur ................. . 57
C. Die Fette der PUze. Von Professor Dr. M. STEINER 59
I. Einleitung. . . . . . . 59
II. Myxomycetenplasmodien . . . . . • • . . 59
III. Hefen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
1. Geschichtliches . . . . . . . . . . . . 61
2. Die Zusammensetzung der Fette von Hefen . 61
3. Die Phosphatide der Hefen . . . . . . .. . . . . . . . 64
4. Sterine, Triterpene und andere Begleitstoffe der Hefefette . 66
IV. Schimmelpilze und andere Mycelpilze . . . . . . . . . . . 68
1. Geschichtliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2. Die Zusammensetzung der Fette von Schimmelpilzen und anderen Mycel-
.pilzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3. Die Phosphatide der Schimmelpilze . . . . . . . 72
4. Sterine und andere Fettbegleiter in Schimmelpilzen 73
V. Mutterkorn . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
1. Geschichtliches . . . . . . . . . . . . . . . 74
2. Das Fett des Mutterkorns und seine Begleitstoffe 74
VI. Fruchtkorper hiiherer Pilze . . . . . . . • . . . .. ..... 76
Mengen und Zusammensetzung der Fette von Fruchtkorpern hoherer Pilze 77
VII. Lichenisierte Pilze (Flechten) 81
VIII. Zur Frage der Pilzcerebrine 81
Literatur .......... . 83
Nachtrag zu S. 70. . . . . . . . . . 89
D. Les Iipides bacteriens. Par Dr. J. ASSELINEAU 90
A. Isolement des fractions lipidiques . . . . 91
B. Composition des diverses fractions lipidiques 94
1. Graisses. . . . . . . . . . . . . . 94
2. Phosphatides. . . . . . . . . . . . . 95
3. Cires vraies . . . . . . . . . . . . . 96
4. Microsides. . . . . . . . . . . . . . 97
5. Lipo-polysaccharides de bacteries gram-negatives. 98
6. Acides gras 98
Bibliographie ................. . lO4
m.
Fermente des Fettstoffwechsels.
A. Lipasen. Von Professor Dr. E. BAMANN und Privatdozentin Dr. E. ULLMANN. 109
I. Das Vorkommen pflanzlicher Lipasen 109
1. Lipasen der Phanerogamen . . 109
2. Lipasen der Kryptogamen . . . . 110
a) Pilze und Hefen . . . . . . . 110
b) Bakterien . . . . . . . . . . 111
II. tiber die Bedeutung der Lipasen im physiologischen Geschehen 112
III. Bestimmungsmethoden und Enzymzubereitungen . . . . . . 113
1. Die Bestimmung der Lipaseaktivitat. • . . . . . . . . . 113
a) Die titrimetrische Bestimmungsmethodik . . . . . . . 113
b) Die stalagmometrische Methode der Tributyrinbestimmung 114
c) Die manometrische Methode. . . . . . . . . 115
d) Die photometrische Methode. . . . . . . . . 115
e) Eine halbquantitative colorimetrische Methode. 115
2. Herstellung von Enzympraparaten 115
3. Methoden der histochemischen Lokalisation H6
Inhaltsverzeichnis. - Contents. VII
Seite
IV. Eigenschaften pflanzlicher Lipasen . 117
1. Verankerungund Losbarkeit 117
2. PH-Wirkungsoptimum . . . . . 118
3. Spezifitat ......... . 119
a) Substratspezifitat .......... . 119
b) Die optische oder stereochemische Spezifitat 121
4. Faktoren, welche Wirksamkeit und Bestandigkeit beeinflussen 123
a) Physiologischer Zustand des Enzymmaterials 123
b) Zubereitung und Alter der Enzympraparate 124
c) Licht ....... . 125
d) Temperatur . . . . . 125
e) Chemische Substanzen 126
5. Synthetisierende Wirkung 128
V. Anreicherung pflanzlicher Lipasen . 128
1. Darstellung gereinigter Praparate . . . . . . 128
2. Analytische Befunde an gereinigten Praparaten 129
VI. Anwendung pflanzlicher Lipase 129
1. Therapeutische Anwendung 129
2. Analytische Anwendung 130
3. Technische Anwendung 130
Literatur ........ . 130
B. Auf Fettsiuren eingestellte Oxydasen, Dehydrasen und Rednktasen. Die oc- und die
p-Oxydation. Von Professor Dr. W. FRANKE und Dr. R. FREHaE. Mit 29 Abbildungen 137
I. "Obersicht . . . . • . . . . . . 137
II. Lipoxydasen .•...•... 138
1. Historisches und Ailgemeines 138
2. Vorkommen . . . . . . . . 139
3. Bestimmung. . . . . . . . 142
4. Reinigung und Kristallisation 143
5. Eigenschaften . . . . . . . 143
6. Aktivatoren . . . . . . . . 144
7. Spezifitat . . . . . . . . . 145
8. Kinetik und Beeinflussung ............ 146
9. Chemismus und Mechanismus der Lipoxydasewirkung . 150
a) Grundlegende Beobachtungen und Formulierungen ......... 150
b) Zur Frage des Kettenmechanismus. Inhibitoren und Sekundaroxydationen 154
()() Inhibitoren S. 154. - P) Sekundaroxydationen S. 157. - y) Ein
wande gegen die Kettenvorstellung S. 159.
10. Zellbedeutung der Lipoxydase 162
11. Praktische Bedeutung 162
III. Fettsauredehydrasen. . . . . . . . . . . . 163
1. "Obersicht . . . . . . . . . . . . . . . 163
2. Dehydrasen gesattigter und ungesattigter hoherer Fettsauren (Stearat
und "Lipo"-dehydrase) in Pflanzensamen . . . . . . . . . . . .. 164
a) Verbreitung und relative Aktivitat ................. 164
b) Lipodehydrase ......................... 166
()() Eigenschaften S. 166. - P) Verhalten bei der Samenkeimung. Be
ziehungen zur Lipoxydase S.167.
c) Dehydrase der hoheren gesattigten Fettsauren (Stearatdehydrase) 168
IV. Die oc-Oxydation ................... . 170
1. Das "Palmitatoxydase"-System der ErdnuBmikrosomen . 170
2. Weitere Hinweise auf ()(-Oxydationen 173
a) Rohere Pflanzen ............... . 173
b) Mikroorgarusmen . . . . . . . . . . . . . . . . 174
V. Die p-Oxydation ......................... . 174
1. Chemismus und Mechanismus der p-Oxydation im tierischen Organismus 175
2. fJ-Oxydation in pflanzlichen Organismen 179
a) Rohere Pflanzen 179
b) Schimmelpilze 182
c) Bakterien 185
VIII Inhaltsverzeichnis. - Contents.
Seite
VI. Fettsaurereduktasen oder -hydrasen 188
1. Carboxylnahe Hydrierungen . 188
2. Carboxylferne Hydrierungen . 189
Literatur ........ . 190
Nachtrage wahrend der Korrektur ... 200
IV. Biochemistry of fat formation.
By Dr. P. K. STUMPF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 201
A. Synthesis of fatty acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 201
Evidence from animal tissue S. 202. - Evidence from plant tissues S. 203.
B. Degradation and synthesis of glycerol 205
C. Synthesis of triglycerides 207
Literature. . . . . . . . . . . . . 207
V. Physiologie der Fettbildung und Fettspeicherung.
A. Die Physiologie der Fettbildung und Fettspeieherung bei niederen Pflanzen.
Von Professor Dr. M. STEINER. Mit 26 Abbildungen . . . . . . . . 209
I. Methodili:, BezugsgroBen -und Berechnungsweisen. . . . . . . . 209
II. Heterotrophe pflanzliche Mikroorganismen (Pilze und Bakterien) . 211
1. Der EinfluB innerer Faktoren auf die Fettbildung . . . . . . 211
2. Der EinfluB auBerer Faktoren auf die Fettbildung. . . . . . 216
a) Sauerstoffversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
b) C-Ernahrung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
IX) Versuche mit wachsenden Kulturen S.218. - (3) Versuche mit
ruhenden Zellen S.222. - y) Zur Frage "Fett aus EiweiB" S.224. -
15) Zur Frage "Fett aus Fett" S. 225.
c) N-Ernahrung; N:C-Verhaltnis 227
d) P-Ernahrung . 232
e) S-Ernahrung. . 235
f) K-Ernahrung . 235
g) Mg-Ernahrung . 236
h) Spurenelemente . . 236
i) Organische Wirkstoffe. 237
j) Wasserstoffionenkonzentration; Hydratur . . . . . . . . . . . .. 238
k) Zusammenfassung der Ergebnisse tiber die Abhangigkeit der Fettbildung
von der Ernahrung . . . . . . . . . . . . . . . 239
1) Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
3. Die physiologische Bedeutung der Mikroorganismenfette . . . . . . .. 242
a) Sind die Mikroorganismenfette Reservestoffe? . . . . . . . . . .. 242
b) Sind verfettete Pilzzellen vermehrungsunfahig? . . . . . . . . .. 247
c) 1st die Feitbildung eine Folge "abnormaler" Ernahrungsbedingungen ? 250
4. Der Ort der Fettbildung in Pilzzellen 251
5. Der chemische Weg der Fettbildung. . . . 255
I. Die Theorie von E. FISCHER. . . 255
II. Die Theorie von A. MAGNUS-LEVY 256
6. Fette als Nahrsubstrat ftir Mikroorganismen 258
III. Autotrophe Mikroorganismen (Algen). . . . . 265
1. Allgemeine V orbemerkungen . . . . . . . 265
2. Iunere und auBere Bedingungen ftir die Fettbildung bei Algen 265
3. Die Reservestoffnatur der Algenfette . . . . . . . . . . . 267
4. Die Fette der Algen als Produkte der Photosynthese. . . . . 268
IV. Zur Frage der technischen Fettsynthese mit Hille von Mikroorganisrnen 269
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Nachtrag zu S. 242 und S.244 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
B. Physiologie der Fettbildung und Fettspeieherung bei hiiheren Pflanzen. Von Professor
Dr. A. ZELLER. Mit 1 Abbildung 280
I. In Frtichten und Sarnen . . . .. ........... 280
1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Inhaltsverzeichnis. - Contents. IX
Seite
2. Allgemeines 281
a) Phylogenie 281
b) Genetik . . 282
c) Klima . ... .... 284
3. Der Verlauf der Fettbildung und Fettspeicherung . . 289
4. Qualitatsanderungen des Fettes bei der Samenreifung 298
5. Die Fette bei Nachreife und Stratifizierung. . . . . 302
6. Mineralstofiernahrung und Fettgehalt . . . . . . . 304
7. Die Fette bei der Lagerung. . . . . . . . . . . . 305
8. Zur physiologischen Bedeutung der Samenfette . . . 306
II. Die Fette in Stammgeweben von Holzpflanzen und in sonstigen Speicherorganen 307
III. Die Fette in Blattern . 312
Literatur ..... 314
VI. Die Mobilisierung der Fette bei der Keimung.
Von Professor Dr. A. ZELLER. Mit 2 Abbildungen . 323
A. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
B. Der Atmungsquotient keimender Fettsamen . . . . . . . 323
C. Der Fettgehalt keimender Samen . . . . . . . . . . . . 326
D. Die chemischen Veranderungen der Fette bei der Keimung . 344
Literatur ...................... . 349
VII. Die wirtschaftliche Bedeutung der Pflanzenfette und Fettpflanzen.
Von Professor Dr. K. SCHMALFUSS ................ . 354
A. Die Gewinnung der Pflanzenfette . . . . . . . . . . . . . . . 355
B. Die wirtschaftliche Bedeutung der Pflanzenfette und ihre Nutzung 356
a) Fette als Nahrungsmittel . . . . . . . . . . . . . 357
b) Verwendung der Fette fiir technische Zwecke .... 357
C. Die wirtschaftlich wichtigsten Fettpflanzen und ihre Fette 359
a) Nutzpflanzen mit vorwiegend festen Fetten . 359
b) Nutzpflanzen mit nicht trocknenden Olen .. 362
c) Nutzpflanzen mit schwach trocknenden Olen 364
d) Nutzpflanzen mit stark trocknenden Olen . 370
D. Die Erzeugung an Pflanzenfetten 373
Literatur .. 375
VID. The phosphatides and glycolipids.
By Dr. J. A. LOVERN 376
I. Introduction. . . . 376
II. Microorganisms . . 377
1. Acid-fast bacteria 377
a) Phosphatides 377
b) Trehalose esters . . 378
c) Polysaccharide esters 378
2. Other bacteria 379
a) Diphtheria bacillus . . . . . . . . . . 379
b) Agrobacterium (Phytomonas) tumefaciens 380
c) Salmonella bacteria. . . . . . . . . . 380
d) Lactobacillus acidophilus . . . . . . . 380
e) Pseudomonas aeruginosa . . . . . . . . . 381
f) Other bacterial phosphatides and glycolipids . 381
3. Fungi ... . 381
a) Yeasts ..... . 381
b) Otherfungi . . . . 382
III. Seeds (and similar tissues) 382
1. Phosphatides . . . . . . . . 382
2. Fatty acids of seed phosphatides 384
3. Alleged glycolipids ..... . 385
x
Inhaltsverzeichnis. - Contents.
Seite
IV. Vegetative tissues 385
1. Grass ... 385
2. Cabbage .. 386
3. Carrot ... 386
4. Rubber latex 386
V. Algae 387
VI. Metabolism . . 387
Literature. . . . 388
Namenverzeichnis-AuthorIndex. 393
Sachverzeichnis (Deutsch-Englisch) . 417
Subject Index (English-German) .. 465