Analytik von Fetten (Expertenwissen) 09:50 min

Guten Tag und herzlich willkommen! In diesem Video geht es um Analytik von Fetten. Das Video ist vorgesehen für das Gymnasium und den dortigen Leistungskurs. Das Video ist folgendermaßen gegliedert. Im 1. Teil werde ich kurz über Vorversuche sprechen. Im 2. Teil werden wir wichtige Fettkennzahlen kennenlernen. Im 3. Teil werde ich in knapper Form etwas über die moderne Analytik sagen. Und im 4. Teil werden wir die Ergebnisse zusammenfassen. 1. Vorversuche: Die einfachste Methode des Fettnachweises ist a) die Fettfleckprobe. Dabei wird auf ein Stück Löschpapier ein fettiger Stoff oder Fett aufgetragen. Es bildet sich der Fettfleck. Charakteristisch für Fette ist b) die Löslichkeit. Im Wasser links wird Fett nicht gelöst. Im Benzin rechts kommt es zu einer vollständigen Auflösung des Fettes. Fette bilden mit dem Farbstoff Sudan III, Punkt c), eine charakteristische Färbung. Wenn man Milch mit Benzin ausschüttelt und mit Sudan III anfärbt, so erhält man im oberen Teil die charakteristisch, orangefarbene Verfärbung. d) Der Doppelbindungsnachweis. Es gibt bestimmte spezifische Reaktionen auf die Doppelbindung. Wenn man Bromwasser mit einem Fett zusammenbringt, so findet eine Entfärbung des Bromwassers statt. Einen ähnlichen Vorgang kann man mit leicht basischem Kaliumpermanganat beobachten. Kaliumpermanganatlösung wird entfärbt. 2. Kennzahlen: Wichtig für die Charakterisierung eines Fettes sind die Fettkennzahlen. Schauen wir uns einmal ein charakteristisches Fettmolekül an. Es können längerkettige und kürzerkettige Carbonsäuren am Bau beteiligt sein. Mitunter ist es gut zu wissen, wie groß der Anteil sehr kurzkettiger Carbonsäuren ist. Carbonsäuren sind häufig ungesättigt. Man möchte gerne wissen, wie groß die Anzahl an Doppelbindungen ist. Beim Verderben bilden die ungesättigten Carbonsäurereste Hydroperoxide. Es ist von Bedeutung zu wissen, wie groß der Anteil an Hydroperoxiden ist. Fette enthalten stets einen Anteil an freien Carbonsäuren. Die Bestimmung der Carbonsäuren ist schließlich das 5. Anliegen der Fettanalytik.1. Die Verseifungszahl: Die Verseifungszahl gibt an, wie viel Milligramm Kaliumhydroxid für 1000 mg Fett für die Verseifung verwendet werden. Das zu untersuchende Fett wird in einem Kolben unter Verdünnung aufgenommen. Es wird Kaliumhydroxid hinzugesetzt. Das Gemisch wird gekocht. Dann wird eine Rücktitration mit Salzsäure durchgeführt. Fettkennzahlen typischer Lebensmittelfette liegen im Bereich von 200 bis 250. Die mittlere Kettenlänge der Fettsäure steht im umgekehrten Verhältnis zur Verseifungszahl. 2. Die Reichert-Meissl-Zahl (Abkürzung RMZ): Die RMZ gibt an, wie viel Milliliter 0,1 molarer Natriumhydroxidlösung für abdestillierbare Fettsäuren verbraucht werden, die aus 5g Fett gewonnen werden. Das Hauptproblem ist hier die Vorbereitung. Die Gewinnung dieser Fettsäuren. Sie werden mit einem Überschuss von Natriumhydroxid versetzt und anschließend findet eine Rücktitration mit Salzsäure statt. Typische RMZ-Zahlen liegen um 1. Butter hat eine größere RMZ-Zahl als Öl. Die RMZ ist ein Maß für kurze Ketten. 3. Die Iodzahl (Abkürzung IZ): Als IZ definiert man die Masse an Iod in Gramm, die für 100 g Fett verbraucht wird. Butter hat gewöhnlich Iodzahlen zwischen 30 und 40. Sonnenblumenöl zwischen 125 und 135. Die IZ gibt an, wie viele Doppelbindungen die Ketten der Carbonsäuren im Fettmolekül enthalten. 4. Die Peroxidzahl (Abkürzung PZ): In Nachbarstellung von der Doppelbindung bilden sich in Fettmolekülen Hydroperoxide heraus. Die Peroxidzahl gibt an, wie viel mmol Sauerstoff auf 1kg Fett gebunden werden. Achtung! In der Technik verwendet man mitunter die ältere Bezeichnung "äquivalente Menge". Das kann einen Faktor bedeuten. Im ersten Schritt der Peroxidbestimmung reagiert das Hydroperoxid mit Iodionen im sauren Medium. Es bildet sich der Alkohol, Iod entsteht und Wasser wird frei. Zur Feststellung des elementaren Iodes reagiert dieses mit Thiosulfationen. Es bilden sich Iodionen und Tetrathionationen entstehen. Für frisches Fett sind Peroxidzahlen von 5 durchaus zulässig. Bei 30 geraten wir in einen bedenklichen Bereich. Und wenn wir 200 haben, so ist das Fett oder Öl mit Sicherheit verdorben. Die Peroxidzahl ist ein Maß für die Verdorbenheit des Fettes. 5. Die Säurezahl (Abkürzung SZ): Die Säurezahl ist definiert als die Menge Kaliumhydroxid in Milligramm, die für 1g Fett gebraucht werden. Bei der Reaktion wird Kaliumhydroxid in der Kälte und im Überschuss hinzugegeben. Anschließend wird mit Salzsäure rücktitriert, wobei Phenolphtalein als Katalysator verwendet wird. Nichtraffinierte Fette zeigen Säurezahlen bis 10. Raffinierte Fette hingegen weisen Werte von unter 0,2 auf. Die Säurezahl ist ein Maß für die freie Säure in Fetten. 3. Moderne Methoden der Fettanalytik: Um Fette untersuchen zu können, müssen die Fette in Fettsäureester überführt werden. Das geschieht über die Reaktionskette Fett->Seife->Fettsäure->Fettsäureester. Die Fettsäureester können dann mit der Gaschromatographie untersucht werden. Je nachdem wie viel Peeks man in dem Gaschromatogramm erhält, so viele Fettsäureester sind in dem Gemisch enthalten. Mitunter kommt auch die Methode HPLC, das ist hochauflösende Flüssigchromatographie, zum Einsatz. Außerdem wird Gaschromatographie mit der Massenspektrometrie kombiniert, GC-MS. 4. Zusammenfassung Ein Fettmolekül wird zunächst, ganz einfach durch Voruntersuchung begutachtet. Zu den Vorversuchen zählen Lösungsversuche mit Wasser links und Benzin rechts. Wichtige Informationen über die Struktur des Fettsäuremoleküls liefern die Fettkennzahlen. Die Verseifungszahlen VZ geben an, wie lang die Ketten der Fettsäuremoleküle im Durchschnitt sind. Die Reichert-Meissl-Zahl liefert eine Aussage über kurzkettige Carbonsäuren im Fettmolekül. Die Iodzahl IZ gibt Auskunft über vorhandene Doppelbindungen. Die Peroxidzahl PZ liefert Auskunft über die Bildung von Hydroperoxiden, den Verderb des Fettes. Die Säurezahl SZ schließlich liefert uns Informationen über das Vorhandensein freier Carbonsäuren. In der modernen Analytik wird zunächst das Fettsäuremolekül in einer Reaktionskette in einen Fettsäureester überführt. Die so erhaltenen Fettsäureester werden nun mit der Methode der Gaschromatographie GC untersucht. Ich danke für die Aufmerksamkeit, alles Gute! Auf Wiedersehen!