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Über die praktische Durchführung gaschromatographischer Analysen auf dem Fettgebiet

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  • Zeitschrift ffir Lebensmittel-Untersuchung und-Forschung 129. BAND/HEFT 4 ABGESCHLOSSEN AM 18. M:~RZ 1966 Uber die praktische Durchfiihrung gaschromatographischer Analysen auf dem Fettgebiet Von H. WOIDICtI Mitteilung aus dem t'orschungsinstitut der Erndihrungswirtscha/t, Wien Mit 5 Textabbildungen (Eingegangen am 14. September 1964) Die guten Erfahrungen, die im hiesigen Institut auf dem Gebiet der gasehromato- graphisehen Fetts/~ureanalyse in den letzten Jahren gesammelt werden konnten - fiber spezielle Arbeiten unter Anwendung dieser Methode haben wit mehrfaeh be- richter (1, 2) - veranlassen uns nunmehr, eine zusammenfassende Ubersieht fiber diese Untersuehungsteehnik zu geben. Das Prinzip des Verfahrens kann wohl als bekannt angenommen werden. Die gaschromatographisehe Fettanalyse zerfgllt in zwei Arbeitsvorg/~nge: 1. die Dar- stellung und Isolierung der im allgemeinen verwendeten Fettsguremethylester, 2. die gasehromatographisehe Trennung dieser Ester nnd 3. die quantitative Auswertung der erhaltenen Kurven. 1. Darstellung der Petts~uremel, hylester Zur Darstellung der Fetts~uremethylester sind grunds~tzlich zwei Wege m6glich. a) Veresterung der Fettsguren nach vorhergehender Verseifung der Glyceride b) Direkte Umesterung der Glyceride zu den Methylestern. Zu a): Manehe Fette sind schwer verseifbar. Die Verseifungsbedingungen miissen daher so gewghlt werden, dag mit Sieherheit quantitativ verseift wird, ohne gleich- zeitig mehrfach unges/~ttigte Fetts/~uren zu ver/~ndern (3, 4). Es ist schwierig, eine ffir alle Fette optimale Vorschrift zu erstellen. Nach Abtrennung des Unverseifbaren werden die Fetts/~uren isoliert und getrocknet, um anschlieBend verestert zu werden. Zur Methylierung sind eine Reihe von Reagentien besehrieben worden : Diazomethan (5, 6), Methanol-Schwefels~ure (7, 8), Methanol-Bortrifluorid (9), Methanol-Salzsgure (10) oder die Anwendung yon ionenaustauschern (11). Wit haben mit Diazomethan in petrolgtherischer L6sung unter Zusatz yon methanol gute Erfahrungen gemacht. Die Reaktion verlguft quantitativ. Lgngeres EinwJrken yon Diazomethan auf das Fetts/~uregemiseh ist jedoch wegen m6glicher Anlagerung yon Diazomethan an CC- Doppelbindungen zu vermeiden (12). Aus demselben Grund mug der 1Jbersehu6 an Diazomethan m6gliehst gering gehalten und nach der Reaktion vorsichtig entfernt werden. Zu b) : Ein im hiesigen Institut seit Jahren angewandtes und bew/ihrtes Umeste- rungsverfahren soll in der Folge n/~her beschrieben werden. Es 1/~13t sieh sehr einfach ausffihren und ist ffir Serienanalysen gut geeignet. Das Prinzip ist folgendes: Die in Z. Lebensmitt.-Untersuch., ]3and 129 14
  • 198 H. WOIDIeH: Benzol gelSsten Glyeeride werden mit einer 5 °/o igen methanolisehen Salzs£ure versetzt und am Wasserbad in die Methylester tiberffihrt. Ein wesentlicher Vorteil gegen- fiber anderen Umesterungsmethoden besteht darin, dab aussehlieBlich mit flfiehtigen t~eagentien gearbeitet wird, die durch Destillation leieht entfernt werden k6nnen. Fiir Serienuntersuehungen zur Aussortierung bestimmter Proben bzw. ffir Ubersiehts- aufnahmen erfibrigt sieh eine weitere geinigung und der Abdampfr/iekstand kann direkt zur gasehromatographisehen Trennung eingesetzt werden. Bei anderen Um- esterungsmethoden, wie z. B. mit Natrium-Methylat (7, 13, 14), Methanol-Natron- lauge (15), Zink und Zinkchlorid oder Sehwefelsiiure als KatMysator (16) bleiben die nieht flfiehtigen geagentien in der L6sung zuriiek. Die Extraktion der Ester bedeutet einen weiteren Arbeitsgang. Wir w£hlten deshalb die oben besehriebene Umesterung mit methano]ischer Salzs£ure. Ist eine besondere Reinigung bzw. Abtrennnng yore Unverseifbaren notwendig, kann sie dureh Sublimation im Vakuum erfolgen. In einer Reihe yon Versuehen haben wir festgestellt, ob und wie welt die Um- esterung quantitativ verl£uft. In der pr~parativen organisehen Chemie werden solehe Reaktionen in wasserfreiem Medium ausgef/ihrt. Es war daher zun£ehst der EinfluB von Feuehtigkeit auf die Bildung der Methylester zu untersuehen. In allen verwendeten Chemikalien, Benzol, Methanol und in der methanolisehen Salzs£ure sowie in den Fetten selbst wurde der Wassergehalt naeh KArL FISCgE~ bestimmt bzw. die bei manehen Versnchen zugesetzte Wassermenge kontrolliert. Abb. 1. Einleitungsgef~13 Zur Troeknung wurde Benzol mit Natrium und Methanol mit Magnesium behandelt und sorg- fgltig unter Aussehlug der Luftfeuehtigkeit destilliert. Auf Grund unserer Versuehsergeb- nisse erfibrigt sieh das Troeknen der LSsungs- mittel, da eine 5%ige methanolisehe Salzs~ure durch Eigenveresterung nnter Bildung yon Me- thylchlorid Wasser neu bildet (17) und selbst ein Zusatz yon Wasser bis zu 0,5% die quantitative Ausbeute an Methylester nieht beeintr/~ehtigt. Die genannte Eigenveresterung kann sehr elegant dutch zeitabh/~ngige Karl-Fiseher-Titrationen in Pyridin als LSsungsmittel bzw. Neutralisations- mittel verfolgt oder das gebildete Methylehlorid gasehromatographiseh bestimmt werden. Das Re- agens Methanol-Salzs~ure wird durch Einleiten von troekenem Chlorwasserstoff in Methanol her- gestellt. Fiir serienm/~giges Arbeiten bewghrte sieh ein eigenes Einleitungsgef£g (Abb. 1), das dureh Einsetzen eines weiteren Aufsatzes direkt zur portionsweisen Abgabe der L6sung geeignet ist (Abb. 2). Nach der Umesterung wer- den die Reagentien mit Hilfe eines Rotationsvakuumverdampfers oder durch Schwen- ken des Kolbens mit Vakuumaufsatz im Wasserbad bei Temperaturen bis etwa 60°C im Wasserstrahlvakuum aus dem Reaktionskolben entfernt. Dutch diese Operation wird das zur/ickbleibende Methylestergemiseh s~urefrei und kann direkt zur Gas- ehromatographie eingesetzt werden. Versuche haben bewiesen, dag sich die Salz- s~ure nieht im l~iickstand anreicher~, sondern zugleieh mit dem Methanol und Benzol entfernt wird. Sell das Estergemiseh einer weiteren l~einigung durch Sub- limation unterworfen werden, setzt man in den Reaktionskolben einen entsprechend
  • Uber die prak~ische Durchfiihrung gaschromatographischer Analysen auf dem Fettgebiet 199 gebauten Kfihlf inger (Abb. 3) ein und arbeitet ira Fe invakuumgeb ie t auf dem Wasserbad unter guter K/ ih lung. Der yon STOF~nL (10) verwendete, n icht ganz korrekte Ausdruck , ,Sublf inagion" wird vor al iem deswegen beibehalten, da sich bei den zur Gaschromatographie benTt igten geringen iVIengen - nur etwa 0,5/~1 f/Jr eine Analyze - eine Sub l imat ionsapparatur am besten eignet ; dazu kommt noch, dal3 die hTheren Fet tsguremethy lester bei einer t ieferen als dem Vakuum entsprechenden Abb. 2. Aufbewahrungsgef~g ~ z J Vakv~'rz Abb. 3. Ktihlfinger Siedetemperatur fibergehen. Da es sich um ein Gemiseh handelt, mug auf quantitative Sublimation geaehtet werden. Die Sublimationsdauer richter sich bei gegebener Apparatur naeh der eingesetzten Substanzmenge. Mit der in Abb. 3 gezeigten Appa- ratur kSnnen bis zu 40 mg Estergemisch in l~/~ Std bei 0,01 Tort und 90 ° C subli- miert werden, ohne dal3 Substanz yore K~ihlfinger trol0ft. Normalerweise arbei~et man mit etwa 20 mg, einer Ifir wiederholte gasehromatographisehe Analysen aus- reiehenden Menge. Die yon STOF~EL angegebenen Bedingungen (0,2 Torr, 60 ° C und 60 rain) gelten nur fiir Fetts~turen bis zu einer Kettenl/~nge yon C~s. Liegen Ester hTherer Fetts/~uren vor, w/thlt man vorzugsweise Werte von 0,01 bis 0,05 Torr und 90 ° C. Geht man mit dem Vakuum his auf 0,001 Tort, erh/~lt man nut bei gut wirk- samer K/ihlung (unter 10 ° C) brauehbare Resultate, da sonst Verluste an Fetts£uren mit einer Kettenl/~nge unter C14 auftreten. Die ttaltbarkeit der Ester ist je naeh Zusammensetzung des Fettes versehieden. Es empfiehlt sieh Estergemisehe, die Tabelle 1. Vergleich der Methoden Olebzw. Fette C,, I C-r! C18 [C1~/= IC1~,,='0,,,3=[ / Kfirbiskern51 umgeester~ . . . . . . Kiirbiskern61 Diazom. verestert.. . . Rtib51 umgeestert . . . . . . . . . Rfib01 Diazom. verestert . . . . . . Erdnu851 umgeestert . . . . . . . . ErdnuBS1 Diazom. verestert . . . . . Kakaobutter umgeester~ . . . . . . Kakaobutter Diazom. verestert . . . I - - 12.7 3.7 12.1 4.4 - - 3.9 0.8 3.6 0.9 Spur] 11.0 2.4 Spur I 10.5 i 2.2 Spur / 25.9 34.8 Spur i 26.2 34.2 27.1 ! 56.6 27.9] 55.2 13.3 13.5 13.0 14.0 56.4 27.3 56.6127.3 35.8 3.0 35.6 i 3.2 0.3 0.4 14.9 14.8 0.8 0 .9 Spur Spur C2O Spur Spur - - 0.3 0.3 0.6 2.1 1.0 1 .7 0.6 - - 0.7 14" O.. C.:I = 53.3 52.7
  • 200 It. WOlD~CI~: Linol- und Linolensaure enthalten, kfihl zu halten und so bald als mSglieh zu ana- lysieren. Bei Zimmertemperaturen yon 30°C konnten wit bereits naeh einem Tag Zersetzungserseheinungen beobaehten. Bei sorgfaltiger Durehfi ihrung geben beide Methoden i ibereinstimmende Resul- kate (Tab. 1). Al'beitsvorschritt a) Versei/ung und Methylierung Ungef~hr 100 mg Fett werden mit 5 ml alkohol. 2 n-KOI~ versetzt und 1 Std unter RfickfluG auf dem Wasserbad gekocht. N~eh der Verseifung wird mit 5 ml Wasser verdfinnt und im Scheide- trichter 1 × mit 10 ml Petrol~ther (40--60 ° C) ausgeschfittelt. Die SeifenlSsung wird nun mit n-H2S04 angesi~uert und anschlieBend 3 × mit je 20 ml Petrol~ther ausgeschtittelt. [Die vereinigten Petrol~therauszfige werden zur Entfernung der Schwefe]s~ure 2 × mit je 10 ml Wasser aus- gewaschen. Die Petrol~therlSsung wird mit entw~ssertem Natriumsulfat einige Stunden getrock- net, filtriert und anschliegend bis auf ein Volumen yon 5 bis 6 ml eingeengt. Methylierung: Der petrol~therischen LSsung der Fetts~uren wird 1 ml Methanol pro anal. zugesetzt. Das aus p-Tolylsulfonylmethylnitrosamid und KOH erhaltene Diazomethan wird in eine trockenen ~ther enthMtende Vorlage destilliert. Diese Diazomethanl5sung wird tropfen- weise der Fettsi~urelSsung bis zur bleibenden Gelbfi~rbung zugesetzt. Nach 10 rain werden Din. zometh~n und LSsungsmittel im Vakuum ent~ernt. Das zurfickbleibende Estergemisch wird im Vakuum-Exsiccator fiber Silicagel 2 Std getrocknet. b) Umesterungsmethode Herstellen der 5°/oigen metha,nolischen SalzsSure: Chlorwasserstoffgas wird vorteilha~t einer Stahlbombe (Firma BASF oder FLUKA) entnommen oder n~ch dem iiblichen Verf~hren aus Natriumehlorid und Sehwefels~ure entwickelt, getroeknet und in Methanol bis zu einer S~ure- konzentration yon mindestens 5°/0 eingeleitet. Dutch Verdfirmen mit Methanol wird die richtige Konzentration eingestellt. Diese L6sung ist 2--3 Woehen verwendbar. Vorbereitung der Proben (nur bei verunreinigten bzw. trfiben 0]en und Fetten notwendig): Etwa 1 g der zur Untersucht.mg vorliegenden Probe wird in ~ther gel6st, fiber Natriumsulfat getrocknet, filtriert und der Ather ~bdestilliert. Umesterung: 20--30 mg Probe (2--3 Tropfen aus einer Capillare) werden in einem entspreehend dimensionierten Schliffrundkolben in 2 ml Benzol gelSst und nach Zugabe yon 3 ml 5°/oiger meth~noliseher Salzsi~ure 1 Std auf einem siedenden Wasserbad unter RiickfluG mit anfgesetztem CaC12-l~ohr gekocht. Darauf werden Salzs~ure, Methanol und Benzol im Vakuum entfernt. Sublimation: In den bei der Methanolyse verwendeten gundkolben wird ein Sublimations- finger (Abb. 3) eingesetzt und unter Wasserkfihlung bei 0,05--0,01 Torr und 90 ° C 1~/2 Std subli- miert. Das Sublimat wird mit getrocknetem ~ther in ein 5 ml-ErlenmeyerkSlbchen gespiilt und der Ather am Wasserbad vorsichtig verdampft. Das zurfiekbleibende Estergemiseh wird mit einer Capillare aufges~ugt und in ein Substanzr6hrehen geblasen, dessen Ende zu einer Spitze ausgezo- gen ist. Der Rest kann mit einigen Tropfen Ather n~chgespfilt werden. Nun wird das RShrchen einige Minuten erw~rmt, bis der ~ther verdampft ist. 2. Gaschromatographische Trennung der Fetts~iuremethylester Zur vollstandigen Trennung der Fetts~uremethylester werden derzeit Situlen mit Flfissigphasen auf der Basis der Polyester (Dicarbons/~ure-Glykol) verwendet. Bei diesen Saulen liegt die Einspritzmenge im allgemeinen bei etwa 1 ~tl, da sie sonst fiberladen werden und keine vollsti~ndige Auftrennung aller natfirlieh vorkommenden Fettsauren erreicht wird. Dazu ist ein Detektor yon enormer Empfindliehkeit er- forderlieh, um neben den Hauptmengen noeh Spuren yon 0,1% einer Fetts/~ure im Gemiseh zu bestimmen. Der vielfaeh benutzte Thermistordetektor seheidet fiir diesen Zweek yon vorn- herein aus, da er bei den anznwendenden Trenntemperaturen yon 200°C nieht empfindlich genug ist. E in tt i tzdrahtdetektor ware wohl prinzipiell brauehbar, doeh setzt bei Dauerbetrieb an den heiBen Plat indr~hten bereits Craekung der ~'ettsiiure- methylestermolekfile ein, 'so dab nach wenigen Best immungen keine reproduzier-
  • Uber die praktisehe Durehfiihrung gasehromatographischer Analysen auf dem Fettgebiet 201 baren Werte mehr erhalten werden k6nnen. Unangenehmerweise sind solche Crack- produkte nur schwer entfernbar. Schon 1958 hat B~ERTHUIS (18) darauf hingewiesen, dug man Fettsguren mit diesem Detektor nicht bestimmen kann. KAUFMA~, SEHER und MA~K~L (19) haben kiirzlich zusammenfassend festgestellt, dug die Fehler ohne empirische Korrekturfaktoren bis zu ± 25% des Wertes betragen kSnnen. Diese MeBwerte waren wahrscheinlich yon Crackerscheinnngen beeintraehtigt ; bei sauberen Mel~zellen diirften solehe Abweichungen wohl nicht vorkommen. Es ergib~ sich aber daraus, dab auch die tIitzdrahtdetektoren zur LSsung dieses Problems nicht besom ders geeignet sin& Hingegen ist die Anwendung folgender Verfghren erfolgversprechend: a) Verbrennung der aus der Saule austre~enden Fraktionen hn Kupferoxidofen b) Verwendung eines Ionisationsde~ektors, sin aufwendiges und doch nieht stS- rungsfreies Verfahren. Zu a): MANTIS und SMAaT (20) haben erstmals den aus der Trennsaule austreten- den Gasstrom dureh ehl auf schwaehe l~otglut erhitztes und mit Kupferoxid gefiilltes Rohr geleitet und das dabei entstehende Kohlendioxid mit Hilfe eines IR-Analysa- tors bestimmt. Spater ist dann die Verbrennungsmethode yon mehreren Autoren (21-- 32) beschrieben worden. Einige habe~ mit Hilfe versehiedener physikMischer Meg- metlloden Kohlendioxid, andere den dureh Reduktion des Verbrennnngswassers erhaltenen Wasserstoff bestimmt. Es ist jedoeh apparativ durchaus nieht leieht, die in der Elementaranalyse fibliehe Substanzverbrennung nnter den bei der Gasehro- matographie herrsehenden Druek- und StrSmungsverh~ltnissen quantitativ durch- zuffihren. Dies ist wohl aueh der Grnnd daftir, warum sieh die Verbrennungsmethode bisher kaum durehgesetzt hat. Trotzdem besitzt dieses Verfahren gegeniiber anderen Methoden mehrere Vorteile : 1. Es kommg nur eine einzige Substanz, ngmlieh Kohlendioxid im Thermistor- detektor zur Nessung und man kann deshalb fiir jede Fraktion bei bekannter Brutto- formel ohne empirische Korrekturfaktoren direkt die Gewiehtsprozente aus den en~- spreehenden tPlgehen bereehnen. 2. Die Wgrmeleitfghigkeitsmessung erfolgt im empfindliehsten Bereieh der Ther- mistoren, ngmlieh bei Zimmertemperatur. 3. Eine weitere Steigerung des MeBeffektes tritt dadureh ein, dab dutch die Ver- brennnng aus einem Molekiil Fettsguremethylester eine definierte Anzahl yon Kohlen- dioxidmolekiilen mit dem insgesamt etwa 3faeherl Gewieht entsteht. Wir hubert deshalb eingehend das Oxydafionsverhalten der Fetts/~ureme~hylester a~n Kupfer- oxid nnter den Druek- und StrSmungsverhgltnissen der Gasehromatogrgphie studiert und dabei unter ]~eriieksiehtigung dieser Ergebnisse eine geeignete Appargtur zusammengestellt. Die Oxy- dationsleistung des Kupferoxidofens Mngt ganz wesentlieh yon der Aktivitgt des Kupferoxids, der Ofentemperatur and der in der Zeiteinheit zur Verbrennung gel~ngenden Substanzmenge gb. Diese Menge ist dureh die optimMen ggsehromato~aphisehen Trermbedingungen vorgegeben. D~naeh richter sieh aueh vorwiegend die Dimensionierung des Ofens, wobei das Leervolumen so klein zu halten ist, dag keine st6rende B~ndenverbreiterung dureh Diffusion auftritt. Je nach KorngrSl3e, Oberfl~ehenbeschaffellheit nnd Zus~mmensetzung des Kupferoxids tritt ab einer bestimmten Temperatur Sinterung ein, wodurch eine gleichm~Bige Leistung des Ofens im Dauer- betrieb niehg mehr gew~hrleistet isg. Die Einhgltung einer bestimmten Aktivitgt des Kupferoxids stellt somit einen wesentlichen Faktor ftir die Brauehbarkeit dieses Verfahrens dar. Aus einer Reihe yon Versuehen geht hervor, dab mit sinkender KorngrSBe die Oxydationsleistung des Kupferoxids zunimmt. Leider sintern jedoeh hochwirksame 2Ptillungen ~us gepulvertem oder gefglltem Xupferoxid im Dauerbetrieb trotz Anwendung versehiedener Trggerma~erialien, yon denen sieh Quarzsplitter noeh ~m besten eignen. Wit hgben jedoeh mit ~mrmalem, drahtf6rmigem Knpferoxid, wie es aueh in der ElementaranMyse verwendet wird, die besten Erfahrungen gemaeht. Die erforderliehe Oberflgehenaktivit~t wird dadureh erreieh~, dug naeh Durehlaufen einer Probe, 14~
  • 202 tt. WO~DrCR: das heigt nach Verbrennung yon insgesamt etwa 1 mg Substanz, das auf 750--800 ° C [in ~ber- einstimmung mit BEH~E~DT (33)] erhitzte, mit Kupleroxiddrahtstiickchen gefiillte Qu~rzrohr mit reinem Sauerstoff gespiilt wird. Die Oxydations- und Reduktionsvorg~nge sollen dabei nur in der Oxidphase stattfinden, ohne dab metallisehes Kupfer abgesehieden wird. Zur Oxydation werden in diesem Fall offenbar jeweils nur die aktivsten Zentren der Oberfl~ehe herangezogen, | //e Abb. 4. Schematische Dars~ellung des umgebauten Apparates 2 i i T' i w~hrend die Hauptmenge des Kupfer- oxids Ms Tr~gersubstanz dient. Da- dureh bleibt eine rauhe und aktive Oberfl~ehe erhalten, es erfolgt kein Sintern und der Ofen behglt seine voile Oxydationsleistung. KAINZ und HO~WATITSCE (34) haben sieh in einer Reihe yon Ver- 6ffentliehungen ausfiihrlich mit den Problemen der Oxydationsvorggnge in der Elementaranalyse beseh/~ftigt und dabei neben anderen auch Kupfer- oxidrohrfiillungen in Stiekstoffatmo- sphgre untersucht. Ihre Ergebnisse lassen sieh jedoeh nieht ohne weiteres mit unseren vergleichen, da die ge- nannten Autoren ihre Versuehe spe- ziell auf die Bedingungen der Elemen- taranMyse abgestimmt haben. Fiir das Arbeiten nach dem Kup- feroxidverfahren haben wit ein Perkin- Elmer Model1154 B mit geringem finan- ziellem Aufwand gem&B Abb. 4: umge- baut. Die aus der Trennsaule austreten- den Fraktionen werden im Kupferoxidofen zu Kohlendioxid nnd Wasser verbrannt. Dieser Ofen (Abb. 5) ist wit ein CH-Verbrennungsofen konstruiert und besteht aus einem 2l em langen, naeh augen wi~rmeisolierten Iteizk6rper, in dem ein in der L/~nge yon 20 cm mit Kupferoxiddrahtstiick- ehen (l~{erek Nr. 2767) gefiill~es Quarzrohr mit 6 mm innerem Durehmesser eing.esehoben ist. Das dureh die Verbrennung gebildete Wasser wird augerhalb des Thermostaten in emem 10 cm hoeh mit Nagnesiumperehlorat gefiillten R6hrchen yon 4,5 mm innerem Durehmesser adsorbiert und das im Tr&gergasstrom verbleibende Kohlendioxid ansehlieBend mittels einer Thermistorzelle bei Zimmertemperatur gemessen. Ein derart umgebautes Fraktometer befindet sieh seit sechs Jahren in unserem Institut st~ndig in Betrieb und hat sieh fiir die Fettanalyse bestens bew/~hrt. ~ ~ ~ ~.N.~ Abb. 5. Xupferoxidofen Zu b) : Bei den Flammenionisationsdetektoren ]iegt der empfindliehe, aber aueh st6ranfallige Bereieh bei geringer Flammenionisation. Deshalb ist peinliehste Sauberkeit der Apparatur und absolute Reinheit der zum Betrieb notwendigen Gase Voraussetzung. Demgegeniiber steht die Temperaturlabilitat der zur Fetts~uremethylestertrennung notwendigen Fltissigphasen. Aus die- sem Grund ist bei gepaekten S~ulen der Flammenionisationsdetektor nieht zu empfehlen. Hin- gegen ist er zusammen mit Capillarsiiulen gut anwendbar. Sollen abet Spurenmengen bestimmt werden, ist die Anordnung mit gepaekter S£ule, Kupferoxidofen und Thermistor vorzuziehen. Bei Capillars£ulen miigte in diesem FMle die Sgule bereits iiberladen werden, so dab keine exakte Trennung eng beieinanderliegender Fraktionen mehr m6glieh ist. Die Entwieklung der Ionisa- tionsdetektoren hat somit fiir das vorliegende Problem gegeniiber der unter a) besehriebenen Verbrennungsteehnik keine Vorteile gebraeht. 3. Quantitative iuswertung der Kurven Identifizierung der Peaks: Die Identifizierung der einzelnen Peaks wird dureh die Tatsaehe erleichtert, dab die Logarithmen der t~etentionsvolumina homologer Reihen, in elnem Diagramm gegen die Kettenl~ngen aufgetragen, Gerade ergeben (35--39). N~n iiberpriift deshalb zweekmiigiger
  • Uber die praktisehe Duretffiihrung gaschromatographischer Analysen auf dem Fettgebiet 203 weise jede S~ule mit einigen Testsubstanzen auf dieses Verhalten und aehtet dabei insbesondere darauf, ob zwei eng beisammen liegende Fraktionen, die versehiedenen Reihen angehSren, noeh einwandfrei getrennt werden. Eine Kontrolle der richtigen Identifizierung der einzelnen Peaks kann man dutch Hydrierung des Estergemisehes mit Palladium/Bariumsulfat in Eisessig und ansehliegende neuerliehe Gasehromatographie erhalten. Nebea der Bestgtigung des ersten Chro- matogramms kana man aus dem zweiten Chromatogramm erkennen, ob auch ungeradzahlige gesg,ttigte Fettsauren (z. B. C~9) vorliegen, die im ersten Chromatogramm yon geradzahligen unges~ittigten Fetts~uren (z. B. C~s) verdeekt sein kSnnen. Es wird besonders darauf aufmerksam gemacht, dag bei der Auswahl der fiir die quantitative Auswertung geeigneten Fraktogramme sehr kritiseh vorgegangen wel'den mul l Eine Uberladung der Trenns~ule, die sieh unter anderem dutch asymmetrisehe Peaks zu erkennen gibt, ist auf jeden Fall zu vermeiden. Die Belastbarkeit ist nieht nur yon den ehromatographisehen Bedin- gungen abh~ngig, sondern aueh yon S~ule zu S~ule verschieden und mug deshalb jeweils experi- mentell bestimmt werden. Peakfl~iehenbestimmuny: Entgegen einer Arbeit yon KAUFMANN, SEltEt¢ und )/[ANKEL (19) haben wir auf Grund eigener Versuche festgestellt, dag sorgfi~ltiges Planimetrieren mit geeigneten Instrumenten den anderen manuellen Auswertungsverfahren wie Dreiecksmethode oder W~gung der ausgesehnittenen Peakfli~chen iiberlegen ist. Die verwendeten Planimeter miissen allerdings in einwandfreiem Zustand sein, was durch mitgelieferte Fl~ehennorma]e regelm/~Big kontrolliert werden soil. Jedes Planimeter besitzt einen optimMen Megbereieh, weshalb wir zur Auswertung der Peakflgchen zwei Planimeter mit versehiedenen Bereiehen, und zwar Nr. 11 und Nr. 21 der Firma Oft mit Noniuseinheiten yon 10 bzw. 1 mm ~ ver- wenden. Bei entspreehender Anwendung bleib~ der Planimetrierfehler unter ± 1~o w~hrend yon JA~tK (40) betr~ehtliehe ,,Fehler" angegeben werden. Es ist weiter zweckm~Big, die Peakfl~ehen in die opti- malen MeSbereiehe der beiden Planimeter zu legen, C was dureh saehgem~ge Auswahl der Mel3empfind- C liehkeit und der Papiergesehwindigkeit leieht er- C reicht werden kanu. C Selbstt~tige Integratoren, die es in den vet- C schiedensten Ausfiihrungsformen gibt, sind bei ent- C sprechender Genauigkeit ebenfalls einsetzbar. Ihrer C Anwendung zur Auswertung yon Fetts~uremethyl- C esterpeaks sind jedoch insofern Greuzen gesetzt, als C die Integration yore elektrisehen Nullpotential aus C erfolgt und der Drift der chromatographischen C Nullinie nicht beriicksichtigt wird. C Quantitative Berechnung: Bei Einsatz von W~r- C meleitf/~higkeitszellen ohne Verbrenuung zur Mes- C sung der aus der S~ule austretenden Fraktionen C mi~ssen selbst bei der Untersuchung homologer C geihen die LInterschiede in den Molwi~rmen beriick- C sichtigt werden. Man kommt also ohne empirische C Korrekturfaktoren zu keiner einheitlichen Beziehung C zwischen PeakhShe bzw. Peakfl~che und dem Pro- zentgehalt in der Probe. Tabelle 2. Umrechnungs/aktoren /ftr Fett- siiuremethylester aus den Bandenfl@hen Fetts~ure f 10 Caprins~ure 12 Laurins/~ure 13 Tridecanos~ure 14 ~[yristins/~ure 14/= Myristoleins/iure 15 Pentadecanosi~ure 16 Palmitins~ure 16/= Palmitoleins~ure 17 Heptadecanos/~ure 18 Stearinsgure 0,38482 0,37466 0,37066 0,36720 0,36414 0,36417 0,36150 0,35880 0,35912 0,35699 18/= 01s~ure 18/2=Linols~ure 18/3=Linolensaure 19 Nonadecanos~ure 20 Arachins~ure 20/= Eicosens~ure 22 ~ehens~ure 22/= Erueasaure 24 Lignocerins~ure 0,35458 0,35217 0,34976 0,35508 0,35339 0,35117 0,35034 0,34836 0,34781 Anders ]iegen die Verh<nisse bei der Verbrennungsmethode, da nut Kohlendioxid gemessen wird. Die Fl&ehengr5ge eines jeden Peaks ist der Kohlendioxidmenge direkt proportional. Wird mit verschiedenen Papiergeschwindigkeiten und untersehiedlicher MeBempfindlichkeit gearbeitet, muB dies natiirlich bei der Auswertung der Fl~chen beachtet werden. Unter Beriicksichtigung der Bruttoformehl der einzelnen Ester werden aus den jeweiligen Bandenfl&chen F die Prozente Fetts~uremethylester im Analysengemiseh nach Gleichung I erreehnet. Die substanzspezifische Konstante/z --= ME n • My% ~ngegebenen Werte. Gleichung I: lOO./~. FE %E-- X I / 'F hat fiir die normalerweise vorkommenden Fettsi~uren die in der Tab. 2 E Fetts/~uremethylester E FE Peakfl~ehe des Esters E Mz Molgewicht des Esters E n Anzahl der C-Atome im Estermolekiil E Meo 2 Molgewicht des Kohlendioxids.
  • 204 Wo~D~c~: Praktische Durchfiihrung gasehromatographischer Analysen ~uf dem Fet~gebiet I)E FICANCESeO (8), der aueh die Verbrennungstechnik anwendet, gibt ebenfalls ein Reeh- nungssehem~ an. Bei der praktischen Auswertung bei Fraktogrammen werden - - abgesehen yon geringen Differenzen, die sich aus der Zugrundelegung unterschiedlicher Atomgewichte ergeben - - iibereinstimmende Resultate erhalten. Zusammen/assung Es wird ein Uberb l ick fiber die yon uns angewendete Arbe i t smethode zur prak- t ischen Durehi f ihrung gasehromatograph ischerAna lysen auf dem Fet tgeb ie t gegeben. H ierbe i werden die Darste l lung der Methylester , deren gaschromatograph ische Tren- nung und die Auswer tung der Ergebnisse besprochen. Literatur 1. WoIeIc~, H., H. GNAUER U. O. I~IEDL: Diese Z. 112, 184 (1960); 117, 478 (1962). 2. WOIDrCH, K., E. GALINOVSKY u. H. G~AUER: Dtsch. Lebensmittel-Rdsch. 58, 220 (1962); 60, 69 (I964). 3. DANI~s, N. W. 1~., u. J. W. ~ICm~O~D: Nature (Lond.) 187, 55 (1960). 4. CHAH~E, M. H., E. 1%. COVSINS u. R. O. FEVOE: J. Amer. Oil Chem. Soc. 35, 396 (1958). 5. SCHLENK, ]~., u. J. L. GELLEEMAN: Analytic. Chem. 32, 1413 (1960). 6. RoPIeR, R., u. T. S. M~: Mierochem. J. 1,245 (1957). 7. VITAGLIANO, M., A. M. LEONE U. A. VGE~ET: l~iv. Ital. Sost. Grasse 38, (2) 111 (1961). 8. DE FRANCESCO, F., u. D. AVANCINI: Olii miner. 11, 479 (1960). 9. METCALFE, L. D., u. A. A. SCH~IITZ: Analytic. Chem. 33, 363 (1961). 10. STO~L, W., F. CHV u. E. H. A~E~S: Analytic. Chem. 31, 307 (1959). l l . HORNSTE:[N, I., J. A. ALFO~D, L. E. ELLIOTT u. P. F. CROWE: Analytic. Chem. 82, 540 (1960). 12. M?PLL~R, E.: Neuere Anschauungen der 0rg. Chemie. S. 450. Berlin-GSttingen-~eidelberg: Springer 1957. 13. Do~o, B., u. G. GA~vccI: Boll. Lab. chim. Provinciali 13, 478 (1962). 14. DE F~A~CESCO, F.: Riv. Ita]. Sost. Grasse 38, 307 (1961). 15. KUE_~HEL, D. F.: J. Am~r. Oil Chem. Soc. 35, 41 (1958). 16. RE F~ANCESCO, F., u. C. MAGLITTO: Riv. Itah Sost. Grasse 5, 245 (1962). 17. ~/[ITCHELL jr., J., u. D.M. SMITH: Aquametry. S. 232. New York-London: Interscience Publish, Inc. i948. 18. BEERTHUIS, 1~. K., G. DI.IKSTRA, J. G. KEeeL~R U. J. H. R.ECOU~T: Ann. N.Y. Aead. Sci. 72, 616--632 (1959). 19. KAUFMANN, H. P., A. SEHEI~ U. G. MANKEL: Fette, Seifen, Anstrichmittel 64, (6) 501 (1962). 20. MARTIN, A. E., u. J. SMART: Nature (Lond.) ]75, 422--423 (1955). 21. LInnETS, A., G. COSTA e E. PAVLVzz~: Chim. industr. (Milan) 38, 674 (1955). 22. L~BERT~, A., u. G. P. CARTONI: Atti. accad, nazl. Lincei. Rend., Classe sci. fis. mat. e nat. 20, 787 (1956). 23. BLO~, L., u. L. EDE~AUSEN: An. Chim. Acta 15, 559 (1956). 24. MEnno~, N.: Symp. London ]956 in: D. H. DESTY, Vapour Phase Chromatography. S. 63. London: Butterworths Sci. Pub]. 1957. 25. G~EEN, G. E. : Nature (Lond.) 180, 295--296 (1957). 26. Ju~NnK, J.: Chem. Listy 51, 2280--2286 (1957). 27. NoRE~, S.D.: Symp. Michigan 1957 in: V. J. COATS, K. J. NOEBELS undI. S. F±~RSON, Gaschromatography, S. 191. New York: Acad. Press. Inc. 1958. 28. H]~ATON, W. B., u. J. T. WENTWORTH: Amer. Chem. Soc. (GEE. Papers) 3, 81--96 (1958). 29. LIBEI~TI, A., G. P. CARTONI U. U. PALLOTTA: Ann. chim (RotoR) 48, 40M9 (1958). 30. STvvE, W.: Syrup. Amsterdam 1958 in: D. H. D~.STÂ¥, Gaschrom~tography. S. 178. London: Butterworths Sci. Publ. 1958. 31. HUNTER, I. R., V. ]:L 0RTEGREN U. J. W. PENCE: Analytic. Chem. 32, 682 (1960). 32. DE F~ANCESeO, F., D. AVANC~NI, C. M~GLr~Wo U. C. CAND~N~: Riv. Ital. Sost. Grasse 38, 307 (1961). 33. BE]~END~:, S. : Z. physik~l. Chem. Neue Folge 30, 357 (1961). 34. K~I~Z, G., u. H. ~-~OI%WATITSC/t" Z. analyt. Chem. 175, 173, 272 (1960); 177, 321, 344 (1960); 178, 406 (1961).
  • W. PAUT-~IA~N: Beurteilung autotytischer und bakterieller Einflfisse auf den Fischverderb 205 35. JA~s , A. T., u. A. J. P. MARTIN: Bioehem. J. 50, 679 (1952). 36. ACK~AI% 1~. G.: ~N~ture (Lond.) 194, 970 (1962); 195, 1198 (1962). 37. CRAIG, B. M., u. N. L. MV~TÂ¥: Ca.nud. J. Chem. 36, 1297 (1958). 38. MIwA, T. K. : J. Amer. Oil. Chem. Soc. 40, 309 (1963). 39. O~R, C. H., u. J. E. CALLEN: Ann. I~.Y. Trod. Sei. 72, 649 (1959). 40. JA~AK, J.: J. Chromatogr. (Amsterdam) 3, 308 (1960). Untersuchungen zur Beurteilung autolytischer und bakterieller Einfliisse auf den Fischverderb* Von W. PARTI~IA~N Mitteilung au,s der Bundes/orschungsanstalt /iir Lebensmittel~rischh.altung, Karlsruhe 1Vfit 5 Tex~abbildungen (Eingegangen am 12. Miirz 1965) Einleitung Im Rahmen umfangreicher Untersuchungen fiber postmortale Veranderungen der Muskulatur hatten wir bereits 1953 und 1954 einige Befunde fiber den Anteil der Autolyse am Fischverderb verfffentlicht (1, 2). Es hatte sich damals u. a. ergeben, dab bei einer Lagertemperatur yon 0 ° C der durch Eigenfermente verursachte Anstieg im Gehalt an basischem und freiem Aminostickstoff in der Muskulatur der unter- suehten Sfil~wasserfisehe im Verlanf yon zwei Monaten so gering ist, dal~ mit keiner ins Gewicht fallenden unmittelbaren Veranderung der Fisehqualitat dutch muskel- eigene proteolytische Aktivitat gerechnet werden kann. Erfahrungen mit gut wirken- den bactericiden bzw. bakteriostatischen Mitteln (3, 4) in Konzentrationen, die noch keine Protease der Muskulatur hemmen diirften, ermfglichen eine weitergehende Verallgemeinerung des an einem begrenzten Fischmaterial erhaltenen Ergebnisses. Es kann jedoeh - worauf bereits hingewiesen wurde (1) - nieht ansgeschlossen werden, dab dig bei der Eislagerung yon sterilen Fischproben auftretende geringe Proteolyse ausreichen mag, gewisse Proteine soweit zu verandern, dab ihr bakterieller Abbau erleiehtert wird. Bei nicht sachgemaB ausgeweideten Fisehen oder unaus- geweideten kleineren Fischen kann es bei zu langer Lagerung oder zu hoher Lager- temperatur zu einer erheblichen Proteolyse der an die Leibeshfhle angrenzenden Muskelpartien dutch die sehr aktiven Eingeweidefermente kommen. Sit fiihrt u. U. zum ,,Belly burn", der eine wesentliche Qualitatsminderung darstellt. Diese nut ausnahmsweise beobachtete proteolytische Wirkung der Eingeweidefermente soll unberficksichtigt bleiben. Die Erfahrungen der frfiheren Untersuchungen haben insbesondere dureh den Vergleich steriler und infizierter Muskelproben vom gleichen Fischmaterial gelehrt, dab Ergebnisse fiber die Beteiligung yon Eigenfermenten der Muskulatur am Fisch- verderb nur damn beweiskraftig sind, wenn sie an sterilem Material gewonnen wur- den. Zunahmen yon EiweiBabbauprodukten um mehrere tausend Prozent in infi- zierten Proben im Vergleich zu Veranderungen yon wenigen Prozent in aqui- valenten sterilen Proben vom selben Fisch sind keine Seltenheit. In den Fallen, in denen man der Sterilitatspriifung genfigend Aufmerksamkeit schenkte, wurden unsere Befunde auch bei Seefischen bestiitigt (5, 6). * /4errn Professor It. PLANK znm 80. Geburts~ag gewidme$.
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