Lebensmittelchemisches Grundpraktikum A. Themenkreis „Mineralstoffe und Zusatzstoffe“


Praktikumsbericht / -arbeit, 2016
34 Seiten

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1) Mineralstoffe[2][3][4]
1.1) Bestimmung und Untersuchung der Asche
1.2) Bestimmung von Anionen
1.3) Bestimmung von Phosphat (VIS-Photometrie)[1][5][7]
1.4) Bestimmung von Nitrat und Nitrit[3]

2) Zusatzstoffe[2][3][4]
2.1) Chinin in Tonic-Wässern (fluorimetrisch)[1][5][6]
2.2) Pyknometrische Alkoholbestimmung[14]

3) Trinkwasseranalyse[3]
3.1) Bestimmung der Kationen
3.1.1.) Flammenemissionsspektrometrische Bestimmung von Kalium[1][5][6]
3.1.2) Atomabsorptionspektroskopische Bestimmung von Eisen[1][5][6]

4) Chemikalienliste[8]

5) Literatur

1) Mineralstoffe[2][3][4]

Im Allgemeinen werden die anorganischen Bestandteile eines Organismus als Mineralstoffe bezeichnet. Sie sind vor allem in Lebensmitteln enthalten und für den Menschen essentiell. Er muss sie mit der Nahrung zu sich nehmen, da er sie selbst nicht synthetisieren kann. Zu den Spurenelementen zählen die Elemente, die schon in Massenanteilen von unter 50 mg pro kg Körpergewicht im Körper vorkommen und zudem essentiell sind. Zu ihnen zählen unter anderem Kupfer, Fluor, Iod, Molybdän, Cobalt, Mangan, Zink, Chrom, Arsen, Bor, Aluminium, Zinn und Selen. Die Mengenelemente kommen mit mehr als 50 mg pro kg Körpergewicht vor, beinhalten neben den in organischen Verbindungen enthaltenen Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff auch Calcium, Natrium, Chlor, Kalium, Magnesium und Phosphor. Die Elemente, die zu einer Konzentration von weniger als 1 µg pro kg Körpergewicht vorkommen werden als Ultra-Spurenelemente bezeichnet. Die Bedeutung von Ultra‑Spurenelemente ist noch nicht geklärt, jedoch kommt es zu Mangelerscheinungen, wenn diese im Körper nicht vorhanden sind. Ein Ausnahmefall bei der Differenzierung bildet Eisen, da es aufgrund der Häufigkeit zu den Mengenelementen, aufgrund der Funktion aber zu den Spurenelementen zu zählen ist. Zu den Funktionen von Mineralstoffen zählen unter anderem die Bildung von Gerüstsubstanzen, wie Skelett und Zellmembranen, Steuerung von Enzymreaktionen, Aufrechterhaltung des osmotischen Gradienten (Natrium-Kalium-Pumpe) und Beeinflussung der Nervenaktivität. Der Zusatz sowie die Höchstmengen von Vitaminen und Mineralstoffen ist nach „VERORDNUNG (EG) NR. 1925/2006 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 20. Dezember 2006 geregelt. Zum einen soll die Verordnung dazu dienen, dass die Lebensmittelhersteller durch gezielte Supplementierung die essentielle Mineralstoffzufuhr decken und zum anderen soll eine Überdosis der Mineralstoffe verhindert werden. Zum Beispiel wird mit natriumarmen Wasser geworben, da die Zufuhr von Natrium durch Zusatz in Backwaren und Wustwaren sehr erhöht ist. Die Folge von übermäßiger Natriumzufuhr ist eine gestörte Osmoregulation, die zu einem erhöhten Bluthochdruck führen kann.

1.1) Bestimmung und Untersuchung der Asche

Sensorik

Die Probe war als „Bifi“ deklariert. Es handelte es sich um eine grobe, dunkelrote Wurst mit großen Fettstückchen. Die Konsistenz war sehr fest. Nach der Homogenisierung wurde ein hellroter Brei erhalten, der für die nachfolgenden Bestimmungen hinzugezogen wurde.

Versuchsprinzip[1][3]

Die Veraschung dient dazu organische Bestandteile eines Lebensmittels bei hohen Temperaturen (Muffelofen bis 550 °C) zu entfernt. Die sogenannte Rohasche beinhaltet nur die anorganischen Bestandteile, die Mineralstoffe. Nach dem die Asche mit Säure behandelt wurde erhält man die Reinasche.

Versuchsdurchführung[1]

Die Durchführung erfolgte analog zum Praktikumsskript Seite 37 f. in Anlehnung an die amtliche Sammlung von Untersuchungsmethoden nach § 64 LFGB, Nr. L 06.00-4.

Auswertung

Der Gehalt der Asche in der Wurst wurde mit folgender Formel berechnet:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab.1: Bestimmung des Aschegehaltes

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der Anteil der Gesamtasche beträgt 5,821 ± 0,039 %.

Ergebnis und Diskussion[10]

In der Probe wurden 5,821 ± 0,039 % Asche identifiziert. Es wurden keine säureunlöslichen Bestandteile nachgewiesen. Der Literaturwert für den Mineralstoffgehalt einer Salami variiert sehr stark. Je nach Zusatz von Salzen kann die Salami von 3 bis zu 6 g Asche pro 100 g enthalten. Der ermittelte Wert liegt somit im Literaturbereich. Eine Fehlerquelle könnte auf die Veraschungszeit zurückzuführen sein. Ist diese zu kurz führt wird ein erhöhter Aschegehalt vorgetäuscht, da noch organische Bestandteile enthalten sind.

1.2) Bestimmung von Anionen

Versuchsprinzip

Aufgrund der komplexen Matrix von Lebensmitteln ist es sinnvoll die Anionen nach dem Veraschen zu bestimmen. Hierzu muss jedoch Magnesiumacetat-Lösung, wobei Magnesium das Gegenion von Phosphat ist, hinzugefügt werden, damit die Anionen im Glührückstand verbleiben. Des Weiteren wird Kohlenstoffdioxid frei, welches die Oberfläche vergrößert.

Versuchsdurchführung[1]

Die Durchführung erfolgte analog zum Praktikumsskript Seite 37 f. in Anlehnung an die amtliche Sammlung von Untersuchungsmethoden nach § 64 LFGB, Nr. L 06.00‑4.

1.3) Bestimmung von Phosphat (VIS-Photometrie)[1][5][7]

Phosphate gehören zu den essentiellen Mengenelementen und zählen zu den Salzen und Ester der Orthophosphorsäuren. Sie kommen als Mono-, Di- und Polyphosphate vor. Durch das Enzym ATP-Synthase kann im Körper, aufgrund des Protonengradienten das energiereiche Adenosintriphosphat (ATP) gebildet werden. Der energetisch begünstigte Transport von Protonen entlang des Gefälles bringt genug Energie auf um die Reaktion von ADP + Phosphat → ATP zu begünstigen. ATP dient in Stoffwechselprozessen als Energiequelle. Phosphate sind sehr hygroskopisch und finden deshalb vor allem bei Fleisch- und Fleischerzeugnissen Verwendung. Des Weiteren werden sie als Puffer eingesetzt und können folglich den pH-Wert regulieren. Sie müssen nach Artikel 22 Absatz 1a) Verordnung (EG) 1333/2008 mit einer E-Nummer als Zusatzstoff auf den Lebensmittelverpackungen deklariert werden. Die Qualifizierung und Quantifizierung kann mittels Photometrie erfolgen. Zur Photometrie ist eine Kalibrierung notwendig. Hierzu wird eine Kalibriergerade durch die ermittelten Extinktion in Abhängigkeit von der Konzentration erstellt. Anhand dessen kann durch die ermittelte Extinktion der Probe auf die Konzentration geschlossen werden. Die Lichtquelle bei Photometrie sendet Strahlung im UV- und VIS-Bereich aus. Das Grundprinzip dabei ist die Anregung von Valenzelektronen in den Molekülen und folglich einer Absorption von eingestrahltem Licht. Der Monochromator dient der Selektion einer bestimmten Wellenlänge mit der die Küvette bestrahlt. Die Intensität des austretenden Lichts wird von einem Detektor ermittelt. Dieser ist ein Photomultiplier (Sekundärelektronenvervielfacher), der das Signal durch den Stoß der Elektronen an den Dynoden verstärkt. Bei photometrischen Bestimmungen wird die Extinktion gemessen. Dabei gilt bei niedrigen Konzentrationen das Gesetz nach Lambert-Beer.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Versuchsprinzip[3]

Durch die Zugabe von Ammoniumvanadat und Ammoniumheptamolybdattetrahydrat zur phosphatenthaltenden Substanz wird die Bildung eines gelben Phosphor‑Vanadin‑Molybdat-Komplexes eingeleitet, welcher im sichtbaren Bereich (bei 430 nm) photometrisch gemessen werden kann.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Durch Zugabe von NH4VO3 entsteht der photometrisch zu vermessende Komplex H5[P(Mo3O10)2(VMo2O10)2].

Versuchsdurchführung

Die Durchführung erfolgte analog zum Praktikumsskript Seite 39 f. in Anlehnung an die amtliche Sammlung von Untersuchungsmethoden nach § 64 LFGB, Nr. L 06.00-4. Für die Phosphatstammlösung wurden 450,9 mg Kaliumhydrogenphosphat eingewogen und auf 1000 mL verdünnt. Dies entspricht einer Konzentration an Phosphorpentoxid von 469,5 mg/L. Aufgrund der hohen Extinktionen der Proben wurden diese jeweils verdünnt, in dem aus dem 50-mL-Messkolben 5 mL in einen 200-mL-Messkolben pipettiert wurden und dieser bis auf Marke mit demineralisiertem Wasser aufgefüllt wurde.

Auswertung

Tab.2: Konzentration der Kalibrierlösung sowie zugehörige Extinktionen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab.3 : Extinktionen der Proben

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Graphische Auftragung der Extinktion gegen die Konzentration an P2O5.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Konzentration von Phosphorpentoxid der Probe wurde mit Gleichung 5 berechnet:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der Gehalt an Phosphorpentoxid in der Probe wurde mit Gleichung 6 berechnet:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab.4 : Ergebnisse der Phosphatbestimmung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ein Phosphatgehalt von 1216 ± 25 mg/100 g berechnet als Phosphorpentoxid wurde in der Probe bestimmt.

Ergebnis und Diskussion[10]

Der Literaturwert des Phosphatgehalts einer Salami liegt bei 167 mg/100 g. Damit weicht der ermittelte Wert sehr stark vom Literaturwert ab. Die P-Zahl liegt bei 4,92. Die durchschnittliche P-Zahl bei Fleischerzeugnissen liegt bei 2,2, demnach kann hier von einem Phosphatzusatz ausgegangen werden. Der große Unterschied des ermittelten und des Literaturwerts ist darauf zurückzuführen, dass die „Bifi“ eine sehr trockene Wurst ist und dieser wohlmöglich sehr viel mehr Phosphat zugesetzt wird als bei einer herkömmlichen Salami. Das Phosphat hat die Aufgabe das Wasser in dem Fleisch zu binden. Eine mögliche Fehlerquelle bei diesem Versuch kann auf die Veraschungszeit und die durch die Störung der Lebensmittelmatrix bei unzureichender Veraschung niedrige Extinktion zurückzuführen sein.

1.4) Bestimmung von Nitrat und Nitrit[3]

Nitrat ist ein Indikator für die umweltrelevanten Ereignisse. Hierbei wird unterschieden zwischen überhöhten Nitratgehalte bei Überdüngung mit Kunstdüngern (Ammonsalpeter, Kalksalpeter), wodurch Nitrat in das Grundwasser gelangen kann, und organische Düngung durch Knöllchenbakterien und Ausbringung von Stallmist. Jede Pflanze nimmt Stickstoff in Form von Nitrat auf. Durch die Symbiose mit Knöllchenbakterien kann so der Ertrag der Pflanze gesteigert werden. Der Nitratgehalt ist nach Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 mit Höchstmengen für Gemüse geregelt. Besonders bei Babykost muss auf die Nitratgehalt geachtet werden, da diese in größeren Mengen auf den Säugling toxisch wirken. Das Hämoglobin des fetalen Blutes wird durch Oxidationsmittel sehr schnell in Methämoglobin umgewandelt. Bei einer Menge von 10 % Methämoglobin im Blut wird eine Cyanose, Tachykardie und Kurzatmigkeit mit möglicher Todesfolge diagnostiziert. Durch die Reduktion von Nitrat entsteht Nitrit, das bei Erwachsenen in Mengen von 500 mg eine Methämoglobinämie auslöst. Diese Reduktion kann auf Bakterien und Entzündungen im Darm- oder Harntrakt zurückzuführen sein. Nitrit und Nitrat werden des Weiteren als Konservierungsstoff für die Umrötung von Fleisch eingesetzt. Der Muskelfarbstoff Myoglobin wird dabei in Stickstoff-Myoglobin umgewandelt, welches auch bei Braten bestehen bleibt. Dies verleiht dem Fleisch eine rote Farbe. Bei Fleisch ohne Behandlung wird aus Myoglobin Metmyoglobin, welches eine bräunliche Farbe besitzt. Die Behandlung schützt zudem vor Clostridium botulinum, dessen Toxin das bisher stärkste Gift darstellt.

[...]

Ende der Leseprobe aus 34 Seiten

Details

Titel
Lebensmittelchemisches Grundpraktikum A. Themenkreis „Mineralstoffe und Zusatzstoffe“
Autor
Jahr
2016
Seiten
34
Katalognummer
V323748
ISBN (eBook)
9783668238367
ISBN (Buch)
9783668238374
Dateigröße
1101 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
lebensmittelchemisches, grundpraktikum, themenkreis, mineralstoffe, zusatzstoffe
Arbeit zitieren
Björn-Darjusch Buchmann (Autor), 2016, Lebensmittelchemisches Grundpraktikum A. Themenkreis „Mineralstoffe und Zusatzstoffe“, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/323748

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