• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemiTop23. 06. 2025 | Heidi Thode

Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemiTop23. 06. 2025 By Heidi Thode

Foto: Freepik

Franz Hofmeister opløste æggehvide i vandige saltopløsninger. En artikel fra 1888 beskriver, hvordan nogle ioner får proteiner til at udfælde, mens andre ioner har den modsatte effekt. Fødevarekemien bruger stadig Hofmeister, men langt mere nuanceret.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder
(læs originalartiklen her)

Af Leif Skibsted, Institut for Fødevarevidenskab, Københavns Universitet

Salt påvirker proteiners opløselighed i vand. Koger man suppe på oksekød, vil suppen indeholde mere protein, hvis kødet koges med salt, end hvis salt tilsættes efter kogning. Det beskrives meget detaljeret i den klassiske ”Frøken Jensens Kogebog”, se boks 1.

Hofmeisters opdagelse
Nogle anioner som sulfat forårsager, at opløste proteiner udfældes af vandig opløsning. Andre anioner som klorid forårsager derimod, at proteiner opløses bedre, når man sammenligner anionerne i salte med den samme kation.
Hofmeister opstillede rækkefølgen af anioner efter effekten på proteiners opløselighed [1]. Figur 1 viser den originale rækkefølge afbildet på en mindetavle på Hofmeisters institut i Prag. Hofmeister bemærkede videre, at anioner havde større effekt på proteiners opløselighed end kationer. Til venstre i hvad der i dag kaldes Hofmeisters rækkefølge, og som er vist i boks 2, ses de såkaldte kosmotrope ioner som ammonium og sulfat. Ammonium og sulfat skaber orden i vand som opløsningsmiddel. Til højre i Hofmeisters rækkefølge ses de såkaldte kaotrope ioner som calcium og thiocyanat. Calcium og thiocyanat skaber uorden i vand som opløsningsmiddel.
Kosmotrope ioner er små og med høj ladning og bryder vandmolekylernes hydrogenbindinger. Denne elektrostatiske effekt skaber lokal struktur og orden. Kaotrope ioner er større og med lavere ladning og nedbryder vands struktur og skaber dermed uorden.
Kosmotrop og kaotrop er afledt af græsk for henholdsvis orden og uorden.

Salte og vands struktur
Hofmeisters rækkefølge blev oprindeligt forklaret ud fra de enkelte ioners effekt på vands struktur [2]. Ioner har ikke kun effekt på vandmolekyler bundet direkte til ionerne. Ioner kan også inducere mere langtrækkende strukturer og påvirke grænseflader mellem luft og vand.
Små anioner, der binder vand stærkt, kan stjæle vand fra proteiner, og synes at stabilisere proteiner. Store anioner, der binder vand svagere, synes at fremme denaturering af proteiner [3].
Proteiners opløselighed i vand afhænger af tilstedeværelse af salte og deres koncentration. Hæmoglobin og myoglobin har ofte været anvendt til at undersøge proteiners opløselighed og stabilitet, fordi de er små veldefinerede proteiner [4]. I den nu klassiske undersøgelse fra 1932 blev effekten af citrater, klorider og sulfater på hæmoglobins opløselighed fastlagt for stigende koncentration og dermed stigende ionstyrke. Som det fremgår af figur 2, var effekten meget forskellig. Alle salte øgede opløseligheden op til omkring fysiologisk ionstyrke på 0,16 M. Denne ”salting-in” blev for sulfaterne afløst af ”salting-out” for højere ionstyrke, men ikke for kloriderne.
De enkelte ioners virkning på vands struktur forklarer proteinernes opløselighed. Kosmotrope ioner som ammonium og sulfat hver for sig og især i kombination, mindsker proteinernes opløselighed og beskytter proteinerne mod denaturering. ”Salting-out” i mættede opløsninger af ammoniumsulfat benyttes derfor til at oprense enzymer, uden at enzymernes aktivitet ødelægges [5]. Calcium-ionen og thiocynat-ionen har modsat effekt. ”Salting-in” vil øge opløseligheden af proteiner og samtidig fremme deres denaturering. ”Salting-in” er knyttet til protein-denaturering, fordi den øgede opløselighed skyldes udfoldning af proteiner. ”Salting-out” derimod beskytter proteinernes rumlige struktur.

Ioner, specifikke effekter og ionpar
Ioner som Ca2+ har specifik effekt på mange proteiners opløselighed og deres denaturering, da mange kationer som Ca2+ binder sig til carboxylat-sidekæder af asparginsyre og glutaminsyre i proteiner [5].
Den fysiologisk vigtige klorid-ion, Clˉ, er midt i rækken mellem kosmotrope og kaotrope anioner. Klorid-ionen danner mere orden end den kaotrope perchlorat-ion, ClO4ˉ,selvom perchlorat-ionen generelt er mere inert og ikke danner ion-par.
Misfarvning af fersk oksekød skyldes auto-oxidation af det lyserøde oxymyoglobin til det brune metmyoglobin. Misfarvningen går hurtigere med faldende pH på grund af specifik syrekatalyse. Salt øger hastigheden af den syrekatalyserede misfarvning.
Det fysiologiske klorid synes at beskytte oxymyoglobin mod oxidation gennem en specifik effekt. Klorid-ionen binder sig til proteinet nær jern(II) centeret i oxymyoglobin og beskytter mod protonen i den syrekatalyserede oxidation. Den kaotrope perchlorat-ion har ikke denne beskyttende effekt, som det ses af figur 3. Det overraskende resultat, at klorid-ionen, men ikke perchlorat-ionen, beskytter mod syrekatalyseret oxidation, kan nu forklares ud fra Hofmeisters rækkefølge.
Kaotrope anioner har større tendens til at danne ionpar med kaotrope kationer, og kromotrope anioner har større tendens til at danne ionpar med kromotrope kationer end tendensen for de to kaotrop/kromotrop kombinationer. Disse præferencer minder om præferencer for hårde og bløde metalioners kompleksdannelse med hårde og bløde ligander. Bløde polariserbare metaller foretrækker bløde polariserbare ligander, og små hårde metalioner foretrækker små hårde ligander.
Netop dannelse af ionpar eller komplekser i grænseflader som mellem luft og opløsning og mellem udfældede proteiner og opløsning synes vigtig for forskellige saltes indflydelse på proteiner i opløsning [5]. For klorider øges grænsefladespænding for alkalisalte som K+ >Na+ > Li+, mens rækkefølgen er omvendt for sulfater [6]. Effekten af anion og kation er således ikke additiv.

“Salting-in” eller “Salting-out”
Almindeligt salt, NaCl, som det anvendes til fødevarer, har typisk en opløselighedsfremmende effekt på proteiner. Figur 2 viser, at opløseligheden af hæmoglobin vokser op til mættet saltvand, der har ionstyrken omkring 5 M. Tilsættes 10 gram salt svarende til to teskefulde til 1 liter kogevand til suppekogning, bliver koncentrationen 0,17 M. Ved denne saltkoncentration er opløseligheden af kødproteiner væsentligt forøget, som det ses af Frøken Jensens Kogebog i boks 1. “Salting-in” giver den kraftige suppe. Det er også denne effekt, der udnyttes ved ansaltning af kød til fars, hvor salt tilsættes kødet, før farsen røres for at opløse mere protein, der kan virke som emulgator i farsen under stegning og holde på farsens fedt.
Resultater af teoretiske beregninger for “salting-in” og “salting-out” bliver i disse år sammenlignet med den praktiske udnyttelse i biokemi, herunder i fødevarekemi. Der er stadig mange uløste spørgsmål, og der er brug for at inddrage effekt af pH og temperatur og specifikke bindinger af ioner og ionpar i grænseflader. Et spørgsmål synes dog besvaret. Hvorfor det er de samme ioner, der udfælder proteiner, som også beskytter proteiner mod denaturering.

E-mail:
Leif Skibsted: ls@food.ku.dk

Litteratur
1. Hofmeister, F. (1888). Zur Lehre von Wirknung der Salze. Archiv Experimentelle Patologie und Pharmakologie (Leipzig), 24, 247-260.
2. Xie, W.J. & Gao, Y.Q. (2013). A Simple Theory of the Hofmeister Serie. Journal of Physical Chemistry Letters, 4, 4247-4252.
3. Jungwirth, P. (2013). Hofmeister Series of Ions: A Simple Theory of Not so Simple Reality. Journal of Physical Chemistry Letters, 4, 4258-4259.
4. Green, A.A. (1932). Studies in the Physical Chemistry of the Proteins. X. The solubility of Hemoglobin in Solutions of Chlorides and Sulfates of Varying Concentration. Journal of Biological Chemistry, 45, 47-66.
5. Gregory, K.P., Elliot, G.R., Robertson, H., Kumar, A., Wanless, E.J., Webber, G.B., Craig V.S.J., Andersson, G.G. & Page, A.J. (2022). Understanding specific ion effects and the Hofmeister series. Physical Chemistry Chemical Physics, 24, 12682-12718.
6. Pegram, L.M. & Record. M.T. (2008). Origin of Hofmeister Ion Effect. Journal of Physical Chemistry B, 112, 9428-9436.
7. Andersen, H.J., Bertelsen, G. & Skibsted L.H. Salt effect on Acid Catalyzed Autoxidation of Oxymyoglobin. Acta Chemica Scandinavica A 42, 226-236.

BOKS 1:
Hofmeister i køkkenet
Kogning af kraftig suppe ifølge Frøken Jensens Kogebog:
Kød tilsættes koldt vand, hvor salt allerede er opløst. Herefter koges, indtil suppen er færdig. Suppen vil nu være kraftig og velsmagende, mens kødet er udkogt og kedeligt.
Sådan forbliver kød smagfuldt efter kogning af suppe ifølge Frøken Jensens Kogebog:
Kød tilsættes kogende vand. Salt tilsættes først senere. Suppen bliver nu smagløs, men kødet bevarer sin smag.
Hvordan får man både kraftig suppe og smagfuldt kød ifølge Frøken Jensens Kogebog:
Del kødet i to dele: kog den ene del på den ene måde, og den anden del på den anden måde. Formodentlig er det smagfulde kød ofte blevet serveret sammen med den kraftfulde suppe for herskabet ”upstairs”, mens det udkogte kød og den tynde suppe er blevet serveret ”downstairs”.
Frøken Jensens Kogebog udkom første gang i 1901. Denne udgave har forfatteren arvet fra familien.

BOKS 2:
Fra orden til uorden
Hofmeisters rækkefølge fra kosmotrope ioner mod venstre til kaotrope ioner mod højre for både kationer og anioner:

NH4+ > K+ >Na+ > Li+ >Mg2+ > Ca2+
SO42- > HPO42- > CH3COO– > citrat3- > Cl– > NO3– > I– > ClO4– > SCN–

Ioner til venstre, for både kationer og anioner, har størst tendens til
• at øge overfladespænding
• at beskytte proteiner mod denaturering
• at udfælde proteiner.
Kosmotrop og kaotrop er afledt af græsk for henholdsvis orden og uorden.

Skrevet i: Artikler fra Dansk Kemi, Fødevarekemi, Top

Seneste nyt fra redaktionen

Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemiTop23. 06. 2025

Franz Hofmeister opløste æggehvide i vandige saltopløsninger. En artikel fra 1888 beskriver, hvordan nogle ioner får proteiner til at udfælde, mens andre ioner har den modsatte effekt. Fødevarekemien bruger stadig Hofmeister, men langt mere nuanceret. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3,

Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi17. 06. 2025

Hvis kløvergræs skal kunne anvendes som ny ressource til udvinding af fødevareproteiner, kan membranteknologi være vejen frem. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mette Lübeck, Mads

Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi09. 06. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I år fejrer man internt i IUPAC 20-året for offentliggørelsen af The Red Book (i det følgende blot "RB2005") med anbefalinger vedrørende

Prisen på grisen: Hvad koster oprensning af beskidt CO2?

AktueltArtikler fra Dansk KemiGrøn omstilling02. 06. 2025

Hvor rent er CO2 fra CO2-fangst? Og hvor dyrt er det at oprense CO2? Denne artikel giver indsigt i nogle af udfordringerne ved at implementere en global CO2 infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Der er brug for lange måleserier af miljøparametre

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø26. 05. 2025

Kontinuerlige, kvalitetssikrede målinger af kemiske, fysiske og biologiske miljøparametre giver uundværlig information. Det gælder også for Grønland. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen

Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

AktueltAnalytisk kemiArtikler fra Dansk Kemi19. 05. 2025

Advances in chemical ionization mass spectrometry can improve our understanding of atmospheric composition. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Varun Kumar, Institut for

Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi14. 05. 2025

Oldgamle CO2-ædende mikroorganismer kan fange CO2 direkte fra skorstensrøg og omdanne kulstoffet til grønne molekyler. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mads Ujarak Sieborg1 og

Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

AktueltBranchenyt14. 05. 2025

Busch Group annoncerer, at deres brand centrotherm clean solutions bliver en del af Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions. Fra september 2025 vil gasreduktionssystemerne til Semicon-industrien, som tidligere blev tilbudt under dette mærke, blive integreret i Pfeiffer-porteføljen og fremover være

I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

Branchenyt14. 05. 2025

For blot fjerde gang i dette årtusinde uddeles Videnskabernes Selskabs Guldmedalje. Det sker i dag, hvor bakterieforsker Per Halkjær Nielsen, professor ved Institut for Kemi og Biovidenskab ved Aalborg Universitet, får den fine hæder for sit livsværk og sin holdånd. Han er manden, der kortlægger

Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø28. 04. 2025

Tilstedeværelsen af PFAS-forbindelser skyldes ikke kun lokale kilder, men de kan langtransporteres i luften til selv meget fjerntliggende arktiske egne. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Sommer vedligeholdelsestips til din vakuumpumpe: 6 gode anbefalinger

  • DENIOS ApS

    Så er det sidste chance

  • DENIOS ApS

    Sikker tøndehåndtering starter her

  • LABDAYS – Fagmesse for Laboratorieteknik

    LabDays Aarhus 2025 – SOLD OUT

  • Holm & Halby

    VidensDage’25 hos Holm og Halby: Faglig fordybelse og teknologisk indsigt i højsædet

  • Holm & Halby

    Fremtidens sikkerhedskabinetter: Er du rustet til den nye EN12469 / Annex 1

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Høj præcision i CNC-fræsning takket være vakuum

  • Dansk Laborant-Forening/HK

    En fundamental del af forskningen

  • DENIOS ApS

    Lær at håndtere lækager på 90 min.

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Mød Busch på Spildevand Teknisk Forenings Årsmøde 2025

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

    23.06.2025

  • Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

    17.06.2025

  • Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

    09.06.2025

  • Prisen på grisen: Hvad koster oprensning af beskidt CO2?

    02.06.2025

  • Der er brug for lange måleserier af miljøparametre

    26.05.2025

  • Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

    19.05.2025

  • Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

    14.05.2025

  • Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

    14.05.2025

  • I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

    14.05.2025

  • Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

    28.04.2025

  • Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

    21.04.2025

  • Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

    07.04.2025

  • En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

    01.04.2025

  • Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

    31.03.2025

  • Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

    31.03.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik