Prev
Next 
3. Péksütemények összes zsírtartalmának és telített zsírtartalmának meghatározása gravimetriás és GC-FID eljárások segítségével
Tanulási célok
Péksütemények összes zsírtartalmának és telített zsírtartalmának meghatározása gravimetriás és GC-FID eljárások segítségével

Bevezetés

Az élelmiszerekben mind állati, mind növényi eredetű zsírokat és olajokat használnak, a célnak és szokásnak megfelelően. Amikor az adott készítményre előírt alapanyagot mással helyettesítik, az sok esetben élelmiszerhamisításnak minősül.
Az élelmiszerekben felhasznált zsírok közül legolcsóbb a pálmazsír, így gyakran előfordul, hogy a drágább zsírokat vagy olajokat részben ezzel helyettesítik. Az utóbbi időkben különösen aktuálissá vált probléma az állati zsiradékok szabálytalan felhasználása. Ez komoly problémákat vet fel azoknál a fogyasztóknál, ahol ezt vallási okok tiltják.
Mind az állati zsírok, mind pedig a növényi olajok a glicerinnek zsírsavakkal alkotott észterei, lipidjei. Az észteresítő savak többnyire 10-20 szénatomszámúak, a növényi olajokban telítetlen, az állati zsírokban pedig többnyire telített zsírsavak észteresítenek. A telített/telítetlen zsírsavak egyedi mennyiségének és arányaiknak meghatározása lehetőséget nyújt hamisítás elleni fellépésre, táplálkozás-élettani javallatok megfogalmazására ill. technológiai/összetételi paraméterek optimálására.
A péksütemények összes zsírtartalmának meghatározására/kivonására a jelenlegi feladat szempontjából két okból kifolyólag van szükség: egyrészt el kell különíteni a zsírokat a minta többi részétől a mátrixhatás csökkentése és a szükséges származékképzés megfelelő hatásfokú végrehajtása érdekében, másrészt az összes zsírtartalom anyagmérlegként az egyedi zsírsav-meghatározás minőségellenőrzését is szolgálja /hiszen az egyedileg meghatározott komponensek összesített és glicerinnel korrigált tömege nem haladhatja meg az összes zsírtartalmat/.
Fontos megemlíteni, hogy az élelmiszerekből a zsírok szerves oldószerrel történő egyszerű /pl. Soxhlet-berendezéssel végrehajtott/ extrakciója többnyire nem vezet tökéletes eredményhez, mivel a lipid-komponensek oldhatósága a különböző oldószerekben igen eltérő lehet /az ebben az esetben kapott zsírtartalmat megkülönböztetésképpen a minta nyers-zsírtartalmának nevezzük/. Ilyen esetekben a minta feltárására is szükség van, amelyet savas vagy lúgos-etanolos hidrolízissel oldunk meg, a teljes zsírtartalom meghatározásának céljából.

Mintaelőkészítés és analitikai vizsgálat I.

Az általunk használt, kombinált módszer segítségével a mintát kénsavas metanol segítségével feltárjuk és a felszabadított zsírsavakat átészterezzük. A péksütemények zsírsav-metil-észtereinek meghatározása nem jelent különösebben komoly analitikai problémát, hiszen a trigliceridek hidrolízise folytán keletkező zsírsavak metilezése illékony metil-észtereket eredményez, melyek jól gázkromatografálhatók.

A gázkromatográfiás mérés leírása

A vizsgálathoz szükséges műszerek és eszközök
  • Kapilláris oszloppal felszerelt gázkromatográf
  • 10,0 ml térfogatú mérőlombik
  • 100 és 250 ml térfogatú gömblombikok
  • Vízfürdő
  • Daráló
  • Rotavapor /vákuumbepárló/
A vizsgálathoz szükséges vegyszerek
  • n-Tetrakozán ([nC_24] belső standard)
  • n-C_12-18 (standard - sorozat)
  • Kloroform (a.r.)
  • Dietil-éter (a.r.)
  • 0,7 M kénsav oldat
  • Metanol (a.r.)
  • Kénsav (a.r.)
  • Telített NaHCO_3 oldat
  • Vízmentes Na_2SO_4
Mintaelőkészítés a gázkromatográfiás elemzéshez
2,0 g (±50mg) liofilezett vagy 105±2 ºC hőmérsékleten 2 órán át tömegállandóságig szárított és finomra darált péksütemény-mintát bemérünk egy 100 ml térfogatú gömblombikba, majd a mintákhoz 20 ml absz. dietil-étert és 20 ml 0,7 M metanolos kénsavat adagolunk. Ezután vízfürdőn 79 °C-on reflux mellett 1 órán keresztül, így észteresítve a zsírsavakat.
Miután az oldat kihűlt, telített NaHCO_3 oldattal reagáltatjuk a kénsavat és az oldatot Rotavapor segítségével szárazra pároljuk. A száraz maradékhoz 3,0 g vízmentes Na_2SO_4-t adagolunk a minták maradék víztartalmának megkötésére, majd 4 x 5,0 ml kloroformmal - amely 0,5 [mg/ml]-es koncentrációban tartalmazza a belső standardot - extrakciót végzünk. Az egyesített mintaoldatokat Eppendorf-csövekbe töltve közvetlenül gázkromatografáljuk.


Gázkromatográfiás standard törzsoldat készítése
A kereskedelmileg beszerezhető, analitikai tisztaságú zsírsav-metil észterekből és a C_24H_50 normál alkán standardból 10,0-10,0 mg-ot bemérünk egy 10,0 ml-es mérőlombikba, majd kloroformmal jelre töltjük. A mintakomponensek koncentrációit az így elkészített és ismert tömegbemérések alapján elkészült standardoldatra vonatkoztatva adjuk meg.

Mintaelőkészítés és analitikai vizsgálat II.

Gázkromatográfiás paraméterek

Készülék: Chrompack CP-9000 gázkromatográf
Oszlop: DB-Wax (30m x 0,32mm)
Injektor hőmérséklet: 250 °C
Detektor hőmérséklet: 250 °C
Detektor típusa: F.I.D.
Hőprogram: 160 °C-tól 220 °C- ig programozva 2 °C /min-es felfűtési sebességgel, majd 10 percig a véghőmérsékleten tartva.
p_N2(be) : 35 kPa
Injektálás: 1 μl, split
Adatfeldolgozás és kiértékelés: Maitre - adatfeldolgozó és kiértékelő rendszerrel.


Kalibráció és linearitás
A gázkromatográfiás módszer alkalmas telített és telítetlen zsírsav komponensek elválasztására, így az egyes vegyületek koncentrációja egyenként is meghatározható (1. ábra és 1. táblázat).
A gázkromatográfiás eljárás lehetővé teszi számunkra a zsírsav-metilészterek megfelelő kimutatási határral történő analízisét, ahol a detektálhatósági küszöbérték < 5 μg/g, (R^2 ≥0,999).
Az azonosítókat az 1. táblázat hordozza.
1. Táblázat. A vajjal készült péksütemények zsírsav komponensei és azok átlagos zsírsav összetétele /az nC_24 belső standard átlagos retenciós ideje: 17,0 min./. (*) = telített zsírsav komponensek.
Zsírsav neve
Retenciós idő[min]
Átlagos tartalom (%)
'*Laurinsav (1)
5,30
3,6
'*Mirisztinsav (2)
7,95
11
Mirisztolajsav (3)
8,70
1
'*Palmitinsav (4)
12,25
28
Palmitolajsav (5)
13,0
2,5
'*Sztearinsav (6)
18,0
12
Olajsav (7)
18,80
28
Linolsav (8)
20,35
3,5
Linolénsav (9)
22,50
1
A 2. és 3. ábrák a standardok és egy kalács mintából származó zsírsav-metilészterek gázkromatogramjainak összehasonlítását szolgálják.
A mérési adatok kiértékelése, azonosság

Kvalitatív vizsgálat
A minta oldatokból 5 párhuzamos beadagolással meghatározzuk a minta komponens(ek) belső standardra vonatkoztatott relatív retencióját a következő képlet szerint:
Ret_rel = \fracRt_xRt_b.st. (min/min)
Rt_x [min] a minta zsírsav-metilészter komponensének retenciós ideje; Rt_b.st. [min] pedig a belső standard retenciós ideje.
A detektált komponenst akkor tekintjük azonosnak az autentikus standarddal, ha a fenti méréssorozatban kapott relatív retenció szórása kisebb, mint ± 0,5 RSD%.
A komponensek abszolút területeinek szórása akkor megfelelő, ha az 5 beinjektálás csúcsterületeinek relatív szórása (RSD) nem haladja meg az 5,0 %-ot.


Kvantitatív vizsgálat


A zsírsavak mennyisége az alábbi képlet alapján számítható ki:
Zs[m/m \%] = \left [ \frac \overline T_1\overline T_2* c_1 \right ] \frac100c_2
Zs: a minta zsírsav-tartalma [m/m%-ban];
\overline T_1: 5 párhuzamos minta-beszúrás területeinek átlaga;
\overline T_2: 5 párhuzamos standard-beszúrás területeinek átlaga;
c_1: a standard oldatának koncentrációja [mg/ml]-ben;
c_2: a minta bemérési koncentrációja [mg/ml]-ben.
A mintaoldatok stabilitása kloroformos oldatokban 4-8 °C hőmérsékletű tárolás mellett megfelelő, a kromatogramok több hónap elteltével is reprodukálhatóak.
Áttekintő-kiegészítő kérdések
  1. Miért szükséges a belső sztenderd használata?
  2. Hogyan módosítaná a vizsgálati paramétereket más detektorral felszerelt (MS) gázkromatográfiás rendszer használata esetén?
  3. Mivel egészítené ki a mérést abban az esetben, ha pálmazsír szennyezést kellene kimutatnia?
 Prev
Next