zurück zur Themenseite

Mikrowellen-unterstützte Extraktion und Derivatisierung

Probenvorbereitung für die Fettanalytik

In diesem Artikel geht es um Mikrowellen-unterstützte Lösungen für die Analyse von Fetten. Neben dem Mikrowellen-Einsatz für die gravimetrische Fettbestimmung erläutert der Autor die Mikrowellen-unterstützte direkte Umsetzung der Probe zu Fettsäuremethylestern.
© MLS

Vor etwas mehr als 10 Jahren hat MLS seine Mikrowellen-technische Lösung für eine schnelle gravimetrische Fettbestimmung vorgestellt. Diese hat in der Zwischenzeit in vielen Laboren Einzug gehalten. Vorteilhaft ist, dass mit dem gewonnenen Fett ohne weitere Präparation auch die klassische Fettsäureanalytik durchgeführt werden kann. Ergänzend wird hier eine Mikrowellen-unterstützte direkte Umsetzung der Probe zu Fettsäuremethylestern beschrieben.

Alle drei Schiedsmethoden zur Fettbestimmung sind gravimetrische Methoden – eine gravimetrische Auswertung macht eine besonders hohe Präzision möglich. Allerdings bedeuten die drei Methoden Weibull-Stoldt, Röse-Gottlieb und Schmid-Bondzynski-Ratzlaff einen relativ hohen Arbeitsaufwand und Zeitbedarf. Außerdem ist keine der Schiedsmethoden für alle Lebensmittel- und Futtermittelproben gültig.

Der SR-15-Rotor von MLS macht 15 Fettbestimmungen parallel möglich. © MLS

Eine durch die Mikrowelle unterstützte Fettbestimmung ist u. a. deshalb wesentlich schneller, da die Hydrolyse der Proben gleichzeitig zur Extraktion verläuft [1]. Die Auswertung erfolgt auch hier gravimetrisch mit einer hohen Genauigkeit. Die Methode durchgeführt mit den Geräten von MLS kann dabei eine Probenmenge bis 15 g bearbeiten, so dass auch bei niedrigem Fettgehalt genaue Ergebnisse erhalten werden können. Die Standardeinwaage für alle Lebens- und Futtermittelproben mit normalem Fettgehalt liegt bei mindestens 3 bis 6 g. Auch die technische Entwicklung geht weiter: So konnte der Durchsatz mit dem Standardbehälter von 12 auf 15 Proben pro Durchlauf erhöht werden.

Anzeige

Um die Methode in der Routine einsetzen zu können, muss stets eine Validierung erfolgen. Positiv in diesem Zusammenhang: Die Mikrowellen-unterstützte gravimetrische Fettbestimmung wurde dieses Jahr im VDLUFA-Methodenbuch Bd. VI C 15.2.7 veröffentlicht [2]. Durch einen bereits gelaufenen Ringversuch liegt hiermit eine grundlegende Validierung vor.

Fettsäurebestimmung nach Extraktion

Erfahrungen verschiedener Labore in Deutschland haben gezeigt, dass aus dem bei der Fettbestimmung gewonnenen Fett weitere Untersuchungen problemlos möglich sind. Ein wichtiger Vorteil ist, dass das Fett bereits wasserfrei vorliegt und somit die Derivatisierung zu Fettsäuremethylestern (FAME) z. B. mit Na-Methanolat ohne Konkurrenzreaktion abläuft. Eine separate Extraktion zur Fettsäurebestimmung entfällt. Mit 25 ml Cyclohexan pro Probe ist der Bedarf an Lösemittel recht gering. Tabelle 1 zeigt die gute Übereinstimmung anhand einer Referenzprobe Kuchenbackmischung.

Tabelle 1: Fettgehaltbestimmung und Fettsäureanalytik. © MLS

Direkte Derivatisierung für weitere Analysen

Klassisch werden die Fette alkalisch mit Na-Methanolat zu den FAME umgesetzt. Wie beschrieben bietet sich das an, wenn das Fett bereits isoliert vorliegt, wie z. B. nach der Fettgehaltsbestimmung. Es handelt sich dabei um eine Umesterung. Das heißt, freie Fettsäuren werden mit diesem Verfahren nicht erfasst. Ohne vorherige Extraktion sind hingegen mehrere Arbeitsschritte notwendig, die einen relativ großen Arbeitsaufwand darstellen.

Alternativ können FAME aber auch mittels saurer Umsetzung gewonnen werden. Ein bekanntes Beispiel ist hierbei die Umsetzung mit der hoch toxischen Lewis-Säure BF3. Die Giftigkeit von BF3 war Motivation genug, um nach einer anderen Möglichkeit zu suchen. Für die Umsetzung per Mikrowelle hat sich schließlich eine methanolische Schwefelsäure bewährt. Ein weiterer Vorteil: Saure Methoden verestern auch freie Fettsäuren und führen bei ausreichend Überschuss des Alkohols zur vollständigen Umsetzung. Dass diese Methode mit Mikrowellen-Unterstützung prinzipiell geeignet ist, wurde bereits mit einem Sonnenblumenöl nachgewiesen (Tabelle 2). Eine signifikante Veränderung des Fettsäuremusters wurde dabei nicht festgestellt.

Tabelle 2: Bestimmung einzelner Fettsäuren. © MLS

Bei einem solchen Einschrittverfahren ist eine trockene Probe notwendig, da es sonst zu Konkurrenzreaktionen kommt. Ziel ist es, geeignete pulverige Proben in nur einem Arbeitsschritt zu extrahieren und zu derivatisieren. Das neue Verfahren kann z. B. 24 Proben parallel mit Hilfe eines nur 30 Minuten dauernden Heizschrittes umsetzen. Anschließend wird ein Aliquot aus der oberen Lösemittelphase entnommen und kurz mit einem geeigneten Salz geschüttelt. Die Fettsäuremethylester stehen dann für die GC bereit.

Fazit

Die im VDLUFA-Methodenbuch beschriebene Methode zur Bestimmung des Fettgehaltes mit Hilfe der Mikrowelle reduziert den Arbeitsaufwand im Labor und ist für alle Proben im Lebensmittel- und Futtermittelbereich einsetzbar. Für die anschließende Derivatisierung zu Fettsäuremethylestern (FAME) wurde bei MLS nun ein weiteres Mikrowellen-unterstütztes Verfahren entwickelt, mit dem geeignete Proben direkt umgesetzt werden können. Damit wird die Flexibilität der Mikrowellentechnik weiter erhöht.

Literatur

  1. in Milchprodukten, R Bakri, H Frister, C Wiedemann, W Strohmar, GIT (2015)
  2. des Fettgehaltes von Milch und Milchprodukten, Mikrowellenunterstützte gravimetrische Analyse, VDLUFA Methodenbuch Bd. VI C 15.2.7, VDLUFA-Verlag (2020)

AUTOR
Dipl.-Ing. (FH) Gernot Kopp
Applikationslabor
MLS GmbH, Leutkirch
www.mls-mws.com

Anzeige
zurück zur Themenseite

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Kryogene Homogenisierung

Kalt aufbereitet

Die Homogenisierung von Lebensmittelproben ist ein wichtiger Schritt vor der Analyse. Aufgrund der vielfältigen Beschaffenheit von Nahrungsmitteln – trocken, feucht, klebrig, zäh, hart, weich usw. – stellt die reproduzierbare Aufbereitung einer...

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem LABO Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite