European Journal of Nutrition (v.25, #4)

Mechanismen der intestinalen Nährstoffresorption by Hannelore Daniel (209-219).
Die Epithelzelle der Dünndarmschleimhaut vermittelt die Nährstoffaufnahme aus dem intestinalen Lumen in das Verteilersystem des Blutkreislaufs. Der Transferprozeß durch diese ausgeprägt polare Zelle setzt sich aus drei Teilvorgängen zusammen: dem Eintritt von Substanzen durch die Bürstensaummembran, dem Durchqueren eines metabolisch aktiven Intrazellularraumes und dem Austritt an der basolateralen Membran. Es werden die grundsätzlichen Transfermechanismen — einfache Diffusion, erleichterte Diffusion, Antiport- und Symportsysteme, elektroneutrale und elektrogene Vorgänge — beschrieben. Welche Bedeutung die Metabolisierung von Nährstoffen in der Epithelzelle für Transportvorgänge haben kann, wird am Beispiel des Glucose- und Lactatstoffwechsels und der daran gekoppelten H+-Ionen-Sekretion der Epithelzelle erörtert. Das durch die Protonensekretion erzeugte „saure Mikroklima“ an der mukosalen Oberfläche des Epithels hat seinerseits einen bisher wenig beachteten Einfluß insbesondere auf die Resorption schwacher Elektrolyte, wie dies am Beispiel der Nicotinsäureresorption überzeugend nachgewiesen wurde. Es kann angenommen werden, daß dem H+-Ionen-Gradienten an der Oberfläche resorbierender Epithelien eine dem Na+-Gradienten vergleichbare Bedeutung als treibende Kraft der Nährstoffresorption zukommt.The nutrient uptake from the intestinal lumen into the distributing blood circulation is mediated by the epithelial cell of the small intestine. The transfer process through this distinctly polar cell consists of three partial events: entrance of substances through the brush-border membrane, traversal of a metabolic active intracellular space and exit through the baso-lateral membrane. The fundamental transfer mechanisms — simple diffusion, facilitated diffusion, antiport and symport systems, electroneutral and electrogenic processes — are described. The significance of nutrient metabolization for transport processes is discussed: proton secretion by the epithelial cell coupled to the glucose and lactate metabolization is quoted as an illustration.The “acid microclimate” resulting from this proton secretion on the mucosal surface has a significant influence on weak-electrolyte absorption. This effect was clearly demonstrated for in vitro uptake of nicotinic acid into the intestinal tissue. It can be assumed that — similar to the role of a Na+-gradient — the proton gradient on the surface of absorptive epithelia is highly significant as a driving force of nutrient absorption.
Keywords: intestinale Transfersysteme; epitheliale H+-Sekretion; „saures Mikroklima“; Resorption schwacher Elektrolyte

The effect of mixing different sources of vegetable proteins from legumes in the preparation of infant weaning foods was investigated. Melon, cowpea and soya as sole protein sources or as a mixture were fed to 60 albino rats. A milk powder-based commercial product (Cerelac) was used as control diet. The mixture of the vegetable protein diet compared favourably with the control diet in terms of growth rate, protein efficiency ratio (PER) and net protein ratio (NPR) and also ensured optimum nitrogen content in liver, kidney and muscle tissues. In contrast the use of individual protein sources failed to support satisfactory growth and were inferior to those in animals fed with the control or mixed diets. It was thus concluded that in the developing countries an application of such a mixture of vegetable proteins may be suitable in the preparation of weaning foods.Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, den Einfluß von pflanzlichem Eiweiß aus verschiedenen Hülsenfrüchten in der Ernährung von Kleinkindern aufzuzeigen.In parallelen Versuchen wurden Proteine aus der Melone, aus Raps und Sojabohnen sowie aus einer Mischung derselben insgesamt 60 Albinoratten verfüttert, um das Wachstum und den Stickstoffmetabolismus im Gewebe zu bestimmen. Cerelac® diente als Kontrollsubstanz. Mit der Proteinmischung wurden hinsichtlich des Proteinwirkungsverhältnisses (Protein efficiency ratio, PER) und des Nettoproteinverhältnisses (net protein ratio, NPR) Ergebnisse erzielt, die gut mit der Kontrollgruppe korrelieren. Wird jedoch das jeweilige Protein allein verabreicht, sinkt die Stickstoffretention in der Zelle, und das Wachstum der Tiere ist geringer.Deshalb sollten vor allem in Entwicklungsländern pflanzliche Eiweiße in Form von Mischungen zur Herstellung von Babynahrung eingesetzt werden.
Keywords: vegetable proteins; weaning foods

Soy bean extract with glucose or oleic acid in the growth medium ofRhizopus delemar affected the production of higher values of biomass, total lipids and total glycerides than when ammonium nitrate was used as a source of nitrogen. The highest amounts of biomass (12.35 g/l) and total lipids (310 mg/g dry biomass) were attained in glucose-grown mycelia. The high proportions of total glycerides and unsaturated fatty acids in lipids ofRhizopus delemar suggest the utilization of such lipid material for nutritional and industrial purposes.Extrakte aus Sojamehl mit Zusatz von Glucose bzw. Ölsäure dienten als Wachstumsmedium fürRhizopus delemar. Ein Einfluß der Zusätze auf die Produktion von Biomasse, Gesamtlipiden und Gesamtglyzeriden wurde beobachtet, wenn Ammoniumnitrat als Stickstoffquelle diente. Die größten Mengen an Biomasse (12,4 g/l) und an Gesamtlipiden (310 mg/g trockene Biomasse) wurden in auf Glucose gewachsenen Myzelien erhalten. Die großen Anteile an Gesamtglyzeriden und an ungesättigten Fettsäuren in den Lipiden vonRhizopus delemar legen nahe, solches Lipidmaterial für Ernährungs- und industrielle Zwecke zu verwenden.
Keywords: Rhizopus delemar; lipids production; carbon and nitrogen sources; composition of lipids

Effect of proteins on availability of zinc II. Bioavailability of zinc from casein and whey protein — retention study in young rats by Mechthild Auge; R. Kreiling; G. Harzer; Hannelore Daniel; Gertrud Rehner (233-241).
The availability of zinc from two semi-synthetic diets with isolated whey protein (Wp D) or with isolated casein (Cas D) as protein component (20% W/ W) was compared in a 21-day study with growing male rats (initial weight 40 g; 14 animals/group). Zinc concentration in both diets (18 ppm) was adequate to meet the requirements of the animals fed ad libitum. For radiolabeling ∼ 13μg65Zn (=4 μ Ci) was given daily by intragastric intubation to each animal. The investigation was designed primarily as a retention study, but also general parameters like weight development, food and water intake, organ weights etc. were registered and the activity of alkaline phosphatase was determined in serum and femur tissue. A significantly higher percentage of65Zn was retained in the whole body from the Wp D (36.5%) than from the Cas D (31.6%) during the experimental period. The same is valid for the percentage retention of65Zn in the femur and for the65Zn concentration in femur and hair as well as for the total zinc concentration (65Zn and non-labeled zinc) of the femur. The other parameters determined were not unequivocally influenced by the protein component of the diet. The study clearly demonstrated that the availability of zinc by the growing rat was better from a diet with whey protein than from one with casein as the protein component. The reason on this phenomenon has to be elucidated by further investigations.Ziel der Untersuchung war es, die Verfügbarkeit von Zink aus zwei semisynthethischen Kostformen, die isoliertes Molkenprotein (Wp D) bzw. isoliertes Casein (Cas D) als Proteinkomponente (20 Gew.%) enthielten, zu vergleichen. Je 14 wachsende männliche Ratten pro Gruppe (Anfangsgew. 40 g) wurden mit diesen Diäten 21 Tage lang ad libitum gefüttert. Die Kostformen enthielten mit 18 ppm eine bedarfsdeckende Zinkdosis. Zur radioaktiven Markierung des Zinks wurden jedem Tier täglich ∼ 13 μg65Zn (=4 μ Ci) intragastral gesondet. Die Untersuchung war hauptsächlich als Retentionsstudie angesetzt, es wurden jedoch auch allgemeine Parameter wie Gewichtsentwicklung, Futter- und Trinkwasseraufnahme, Organgewichte u. a. erfaßt und die Aktivität der alk. Phosphatase in Serum und Femurgewebe bestimmt. Während der Versuchsperiode wurde aus der Wp D signifikant mehr65Zn (36,5%) im Ganzkörper retiniert als aus der Cas D (31,6%). Analoges gilt für die65Zn-Retention im Femur und für die65Zn-Konzentration im Femur und Haar sowie für die Gesamt-Zink-Konzentration (65Zn und nicht markiertes Zink) im Femur. Bei den sonstigen Parametern war kein eindeutiger Einfluß der Proteinkomponente festzustellen. Die Untersuchung hat eindeutig bewiesen, daß das Zink aus einer Kostform mit Molkenprotein besser verfügbar ist als aus einer Diät mit Casein als Proteinkomponente. Den Grund hierfür sollen weitere Experimente klären.
Keywords: zinc availability; casein; whey protein; retention study

α-Glucosidase aus Hefe wird an Hand ihrer katalytischen Leistung unter verschiedenen Bedingungen charakterisiert. Michaelis-Konstanten und Maximalgeschwindigkeiten für 7 Disaccharide vom Glucosyl-fructose- oder Glucosyl-glucose-Typ, 4 Disaccharidalkohole und 2 Gemische aus je 2 Disaccharidalkoholen werden angegeben. Reduktion einer Carbonylfunktion ist von geringerem Einfluß auf die Substrateigenschaften als die Lage der Glykosidbindung; hieraus werden Eignungsparameter für potentielle Zuckeraustauschstoffe abgeleitet.α-Glucosidase from yeast was checked for its catalytic potency under a variety of experimental conditions. Michaelis constants and maximal velocities are reported for 7 disaccharides of the glucosyl-fructosyl or glucosyl-glucosyl type, 4 disaccharide alcohols, and 2 mixtures of each 2 disaccharide alcohols. Reduction of a carbonyl group is of less importance for the substrate properties than the type of the glycoside bond; consequences for the suitability of potential sugar substitutes are derived.
Keywords: Glucosidase; Maltase; Zuckeraustauschstoff; Palatinit® ; Trehalulose

Außer Saccharose sind keine D-Glucosylfructosen, weder das α(1 → 1)- noch das α(1 → 3)- oder das α(1 → 5)- oder das α(1 → 6)-Disaccharid, Substrate der β-Fructosidase der Hefe. Die beiden letztgenannten Zucker, Leucrose und Isomaltulose, reagieren jedoch als nichtkompetitiver (Leucrose) bzw. unkompetitiver (Isomaltulose, Palatinose®) Inhibitor mit β-Fructosidase. Dieses Enzym hat sich infolge seiner hohen Spezifität als vorhersageträchtig für kariologische Aspekte von Zuckeraustauschstoffen mit Glykosidbindung(en) erwiesen.No D-glucosylfructoses except sucrose, neither the α(1 → 1)- nor the α(1 → 3)- or the α(1 → 5)- or the α(1 → 6)-disaccharide possess substrate properties for β-fructosidase from yeast. The two latter ones, leucrose and isomaltulose, however, are non-competitive (leucrose) or uncompetitive (isomaltulose, Palatinose®) inhibitors of β-fructosidase from yeast. Due to the high substrate specificity of invertase, assays of its activity have predictive power for cariological aspects of sugar substitutes carrying glycoside bonds between glucose and fructose.
Keywords: Glucosidase; Maltase; Zuckeraustauschstoff; Palatinit® ; Trehalose

Das Carbohydrasengemisch der Jejunalschleimhaut des Menschen ist durch Ermittlung von Michaelis-Konstanten und Maximalgeschwindigkeiten der Hydrolyse gegenüber 15 Disacchariden und Disacharidalkoholen — hauptsächlich der Glucosylfructose-Reihe — charakterisiert worden. Aus einer gemeinsamen Betrachtung von km-Wert und vmax werden Folgerungen für das Schicksal dieser Substanzen nach oraler Einnahme gezogen; am Menschen oder im Tierversuch erhaltene Daten zur Verträglichkeit und zur energetischen Verwertung von Disacchariden und ihren eventuellen Reduktionsprodukten stehen in prinzipieller Übereinstimmung mit den enzymologischen Daten, denen daher ein Vorhersagewert für das metabolische Verhalten von Zuckeraustauschstoffen zukommt.Mixed carbohydrases from human jejunal mucosa were characterized by Michaelis constants and maximal velocities of hydrolysis of 15 disaccharides and disaccharide alcohols, mainly of the glucosylfructose series. The presumed fate of such substances after oral ingestion may be foreseen from the km and vmax data. There is principal agreement that wholesomeness in man and animals as well as energetic utilization of disaccharides and split products correlate well with the enzymological data. Therefore the metabolic fate of sugar substitutes in the human body is partially predictable from such enzymic studies.
Keywords: Jejunalmucosa; Carbohydrasen; Dünndarm; Zuckeraustauschstoffe

Buchbesprechungen by A. Fricker (259-259).