Some problems in the analysis of pectin in potato tuber tissue

Summary Simultaneous determination of the degree of esterification and pectin content, without extraction, by Cu²⁺ ion exchange is described. The method, based on the high affinity of Cu²⁺ for pectic carboxylic acid groups, is applied to potato tuber tissue and potato, tuber cell wall material, and the results are compared with a combination of pectolytic extraction for pectin content and methanol determination after saponification and distillation. Cu²⁺ ion exchange appeared a valuable method for potato cell wall analysis. During analysis of potato tissue phosphate covalently bound to starch interferes in ion-exchange and leads to erroneous results. A means of correction is given for interference of neutral sugars in the carbazole test after pectolytic extraction of pectic substances.

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Zusammenfassung Eine Ionen-Austauschmethode, basierend auf dem Austausch von Cu²⁺-Ionen mit den S?uregruppen des Pektins, wurde im Hinblick auf die des Pektins untersucht. Diese neue Methode wurde mit der pektolytische Extraktion von pektinischen Substanzen für den Pektingehalt, verbunden mit der Methanol-Bestimmung nach Verseifung und Destillation für den VG von Pektin, verglichen. Beide Methoden wurden bei Kartoffelknollengewebe angewendet. Cu²⁺-Ionen-Austausch ergab h?here Pektingehalte und niedrige VG als die pektolytische Extraktion /Methanol-Analyse (Tabelle 2). Isolierung des Pektins aus Kartoffelgewege in relativ gereinigter Form, z.B. aus den Zellw?nden, und Anwendung beider Analysenmethoden, führten zu einer besseren übereinstimmung des Pektingehaltes und des VG (Tabelle 3). Es wurden einige Anhaltspunkte dafür gefunden, dass Phosphate, die kovalent an die Kartoffelst?rke, die bei der Zellwandpr?parierung entfernt wird, gebunden sind, beim Cu²⁺-Ionen-Austausch st?rend wirken. Für die Analyse von Pektin in den Zellw?nden der Kartoffel scheint sich der Cu²⁺-Ionen-Austausch als eine brauchbare Methode zu erweisen. Die pektolytische Extraktion/ Methanol-Analyse brachte befriedigende Ergebnisse für den Pektingehalt und VG von Kartoffelknollengewebe (Tabellen 2 und 3). Nach der pektolytische Extraktion von Pektinsubstanzen aus Kartoffelknollengewebe wurde die Modifikation der Carbazolreaktion nach Rouse und Atkins zur Bestimmung von Pektin als wasserfreie Galakturons?ure angewendet. Die Korrektur der erhaltenen Werte mittels eines neutralen Zuckertestes (Phenol-Schwefels?uretest) trug zu einer besseren Bestimmung des Pektingehaltes im Kartoffelknollengewebe (und in den Zellw?nden der Kartoffel) bei. Ohne diese Korrektur würde der Pektingehalt um zirka 20% übersch?tzt.

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Résumé Les auteurs ont fait des recherches sur une méthode d'échange ionique, basée sur l'échange de i'ion Cu²⁺ avec les groupes d'acide pectinocarboxylique, dans la détermination dans le tissu de tubercule de pomme de terre, à la fois de la teneur en pectine, et de son degré d'estérification (=DE) sans extraction du complexe pectine. Les auteurs ont comparé la nouvelle méthode avec l'extraction des substances pectiques pour ce qui concerne la teneur en pectine, en combinaison avec leurs déterminations au méthanol après saponification et distillation pour ce qui concerne l'ester de pectine (DE). Les deux méthodes furent appliquées au tissu de tubercule de pomme de terre. La méthode de l'échange d'ion Cu²⁺ donne des teneurs plus élevées en pectine, et plus basses en ester de pectine, que l'analyse ‘extraction pectolytique/méthanol’ (tableau 2). L'isolement, dans les échantillons de tissu de pomme de terre, de la pectine dans une forme déjà relativement purifiée, comme dans les parois cellulaires, et l'application des deux méthodes d'analyse ont conduit à une meilleure estimation aussi bien de la teneur en pectine que de DE (Tableau 3). Les auteurs ont recueilli des preuves que le phosphate est combiné par ses valences à la fécule de pomme de terre qui est enlevée au cours du traitement de la paroi cellulaire, et qu'il interfère dans l'échange d'ion Cu²⁺. L'échange d'ion Cu²⁺ se révèle une méthode pleinement utile pour l'ane lyse de la pectine de la paroi cellulaire de la pomme de terre. La méthode ‘extraction pectolytique/méthanol’ donne des résultats satisfaisants pour l'analyse de la pectine et de DE du tissu de tubercule de pomme de terre (tableaux 2 et 3). Après extraction pectolytique des substances pectiques des tissus de tubercules de pomme de terre, on utilise la réaction du carbazole, modifiée par Rouse et Atkins pour déterminer la pectine sous forme d'acide anhydrogalacturonique. La correction des valeurs obtenues par un test de sucre neutre (test à l'acide phénol-sulfurique) contribue à une meilleure détermination de la teneur en pectine du tissu de tubercule de pomme de terre (et de la paroi cellulaire de pomme de terre). Sans cette correction la teneur en pectine serait surestimée de 20% environ.