2.4 Leberzusammensetzung und Aromastoffe
2.4.1 Rinderleber und Schweineleber
2.4.1.3 Aromastoffe und Erzeugnisse aus Rinder- und Schweineleber
Von einer brennerigen Geschmacksnote wird bei Leberwurst und -konserven häufiger berichtet. Mehrere Untersuchungen sind in dieser Richtung durchgeführt worden. Nach REICHERT (1976) steigt der „brennerige Hocherhitzungsgeschmack“ mit zunehmenden Leberanteil in der Wurst. Ebenso postuliert er, dass die Produkte aus der Maillard-Reaktion ursächlich dafür sind. JAUD und FISCHER (1994) untersuchten Leberwurst und deren unerwünschte Geschmacksstoffe. Sie stellten fest, dass ein Zusammenhang zwischen dem Glycogengehalt von Schweineleber und der Schmackhaftigkeit der Leber beim Kochen besteht. Durch den postmortalen Glycogenabbau entsteht Glukose, je mehr Glukose die Leber enthält, desto schlechter der Geschmack der gekochten Leber (JAUD u. FISCHER 1994).
Einen positiven Effekt zur Reduzierung des „brennerige(n) Hocherhitzungsgeschmack(s) bei Leberwurstkonserven“ durch die Maillard-Reaktion konnten HILMES et al. (1998) durch Zugabe von N-Acetyl-L-cystein feststellen. Dabei wird die Maillard-Reaktion durch Blockieren der Kohlenhydrate über die Schwefelverbindung (N-Acetyl-L-cystein) gehemmt.
Durch pflanzliche Extrakte aus Salbei und Rosmarin gelangt es ESTÉVEZ et al. (2004), die antioxidative Wirkung in Schweineleberpastete zu verbessern. Es entstanden weniger Stoffe aus der Lipidautoxidation, die hier als verantwortliche Verbindungen für den negativen Geschmack angesprochen wurden.
Ein deutlicher Unterschied ist durch die unterschiedliche Fettsäurezusammensetzung der eingesetzten Schweinerassen („white pigs“ und „Iberian pigs“) und die daraus resultierenden Aromastoffe erkennbar. Die Pastete aus iberischen Schweinen enthält mehr Linolsäure und damit mehr positive Aromastoffe aus der Lipidoxidation (ESTÉVEZ et al. 2004).
Um neue Lockstoffe für Coyoten geht es LORENZ et al. (1983), als sie mittels Wasserdampfdestillation und Dietyletherextraktion aus Schafleber Extrakte gewannen und 108 Aromastoffe identifizierten.
18 2.4.2 Gänseleber und Gänsestopfleber
2.4.2.1 Zusammensetzung
Die Leber von gestopften Gänsen im Vergleich zu der Leber von nicht gestopften Hafermastgänsen differiert allein schon in Aussehen und Gewicht. Das vorliegende Gewicht der Gänsestopfleber beträgt zwischen 550 – 798 g, und die Farbe ist als porzellanfarben, fast weiß anzusehen. Die Leber der Hafermastgänse dagegen wiegt zwischen 50 und 55 g und ist dunkelrot, wie man es von frischer Leber gewohnt ist.
Untersuchungen, die die Fütterung der Gänse und damit die Auswirkung auf die Stopfleberproduktion beinhalteten, führten CAZEIL et al. (1999) durch. Sie verglichen die Fettsäuremuster von Hepatozytenmembranen und die Lipogenese in der Leber unterschiedlich gefütterter Gänse. Die gezielte übermäßige Fütterung (CAZEIL et al. 1999) ergabt, dass sich die Fettsäurezusammensetzungen der Membranen in Relation zur Fettsäureneubildung veränderten.
Ähnliche Gewichte und Fettsäurezusammensetzung der Stopflebern, wie in den Tabellen 7 und 8 aus dem Lebensmittellexikon (TERNES et al. 2008) angegeben, ergeben sich aus den Untersuchungen von SALICHON et al. (1994). Sie untersuchten die Mastzunahmen und die Zusammensetzung der Stopflebern der Rassen „Landes geese“, „carnard mulard“ und
„carnard de Barberie“ (siehe Glossar). Sie verwendeten die Methode nach Kjeldahl (siehe Glossar) zur Bestimmung der Proteine, während MOLETTE et al. (2001) das Verfahren der Nahinfrarotspektroskopie (siehe Glossar) verwendeten, um die chemische Zusammensetzung von Gänsestopfleber zu ermitteln. Sie verglichen dieses Verfahren mit anderen analytischen Methoden zur Bestimmung von Protein-, Fett-, Asche- und Trockensubstanzgehalt, sowie der Fettsäurezusammensetzung. Die Nahinfrarotspektroskopie kann nach MOLETTE et al. (2001) zur analytischen Untersuchung der Komposition von Lebensmittel mit hohem Fettgehalt, wie der Gänsestopfleber, verwendet werden.
ZHANG et al. (2012) untersuchten Fütterungen mit drei unterschiedlichen Fettzugaben (je 2%
Gänsefett, Soja- und Maisöl), um die Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Gänsestopfleber zu verfolgen. Sie konnten damit eine Verbesserung bezüglich der Wirtschaftlichkeit sowie eine Gänsestopfleber mit mehr ungesättigten Fettsäuren postulieren.
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Die Werte der ungesättigten Fettsäuren sind durch die Ernährung mit dem Sojaöl erhöht und die Zunahme des Lebergewichts effizienter.
Um wirtschaftlicher Leberpastete (hier „foie gras“ genannt) herzustellen, untersuchten ABU-SALEM und ARAB (2010) chemische, mikrobielle und sensorische Eigenschaften von Hühner- und Entenleberpasteten (siehe Tab. 6). Bei der sensorischen Untersuchung fanden sie keinen nennenswerten Unterschied zwischen den Pasteten aus ungestopfter Hühnerleber und den Pasteten aus gestopfter Leber von Hühnern beziehungsweise von Enten.
Tabelle 6: Zusammensetzung der unterschiedlichen Lebersorten in % von Feuchtmasse (ABU-SALEM u. ARAB 2010)
Hühnerleber, normal "foie gras" aus Hühnerleber "foie gras" aus Entenleber
Feuchte 66,8 27,8 28,6
Protein 24,6 10,1 9,4
Fett 6 58,2 56,8
Asche 1,4 0,8 0,9
Tabelle 7: Zusammensetzung von Gänseleber und ihre Lipidklassenzusammensetzung im Vergleich zu Gänsestopfleber (in %) (TERNES et al. 2008)
Gänseleber Gänsestopfleber
Feuchte 71,71 a 32,70 e
Protein 19,62 b 8,30 e
Fett 4,57 c 54,60 e
Triacylglyceride 37,8…26,0 e 92,2 (93,2) e
Phospholipide 67,1…58,0 e 3,5 (4,3…15,2) e
Cholesterol 6,9…4,2 e 3,2 (2,4) e
Asche 1,28 d 0,70 e
a b c d Bestimmung im Institut für Lebensmitteltoxikologie und Chemische Analytik, Hannover
a, d nach §35 LMBG, b nach Kjeldahlverfahren, c Mikromethode nach Schulte , e Lebensmittellexikon
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Tabelle 8: Fettsäurezusammensetzung roher Gänseleber und Gänsestopfleber (in %) (TERNES et al. 2008)
Gänseleber Gänsestopfleber
Myristinsäure 0,4 0,8
Palmitinsäure 30,3 25
Palmitoleinsäure 2,3 3,4
Stearinsäure 28,8 11,6
Ölsäure 28 58,5
Linolsäure 6,8 0,8
Linolensäure 0,4 -
Eicosensäure 0,4 -
Arachidonsäure 2,7 -
Gesamtfett 4,28 54,6
2.4.2.2 Aromastoffe und Erzeugnisse aus Gänseleber
Wie oben schon erwähnt, führten ABU-SALEM und ARAB (2010) sensorische Untersuchungen von Hühner- und Entenpastete durch. Es wurden Geschmack, Geruch, Aussehen, Farbe, Textur und allgemeine Akzeptanz getestet. Sie fanden, bis auf die farbliche Abweichung (elfenbeinfarbend für Enten- und gelb für Hühnerpastete), keinen geschmacklichen oder anderen Unterschied.
Es ist bis zum jetzigen Stand der Literatur keine Publikation zu Aromastoffen aus Gänselebern oder deren Produkten bekannt.
21
2.5 Analytik
2.5.1 Aromastoff-Analytik
In der Aroma-Analytik sollen möglichst viele der entstehenden Verbindungen detektierbar sein, um die Komplexität des Aromaprofils darstellen zu können. Es müssen verschiedene Verbindungsklassen in den unterschiedlichsten Konzentrationen der Analytik zugänglich gemacht werden, dafür werden instrumentelle und sensorische Untersuchungen durchgeführt.
Da die Menge der isolierten Stoffe in sehr kleinem Bereich liegt, stellt die Gaschromatographie eine gute und bereits häufig etablierte Methode zur Auftrennung der gesammelten Aromastoffe dar (SCHULTZ et al. 1977; MUSSINAN u. WALRADT 1974).
Zur Isolierung und Gewinnung der Aromastoffe werden unterschiedliche Verfahren in der Literatur beschrieben (PARLIMENT 1997). Zum einen gibt es die Möglichkeit der Destillation bei flüssigen Lebensmitteln, zum anderen können feste Lebensmittel extrahiert und dann destilliert werden (LORENZ et al. 1983). Die Verbindungen werden als Extrakte aufgefangen und analysiert.
Durch die Headspace-Analyse werden die flüchtigen Verbindungen aus der entstehenden Gasphase extrahiert. Bei der statischen Untersuchung wird ein Teil des Dampfes beziehungsweise der Gasphase abgenommen und direkt untersucht. Beim dynamischen Ablauf werden die Verbindungen mithilfe eines inerten Gases an ein Adsorbens („purge and trap“) (siehe Glossar) gesammelt und dann weiter zur Analytik aufbereitet (WAMPLER 1997). Als Adsorbens hat sich Tenax® in der Aromastoff-Analytik bewährt. Es gibt jedoch auch andere Verbindungen, die zum Auffangen der flüchtigen Stoffe geeignet sind (BARNES et al. 1981).
Eine Form, Aromastoffe ohne Lösungsmitteleinsatz zu erfassen, stellt die SPME (Solid-phase Micro Extraction) dar. Sie ist unabhängig von der Probenmatrix und ist mittlerweile weit etabliert (IM et al. 2003). Eine Kieselglasfaser, ummantelt mit einem dünnen Film einer stationären Phase, stellt den Kern des Probennehmers dar. Die entstehenden flüchtigen Verbindungen werden, ähnlich wie bei dynamischen Headspace Verfahren, an dem Absorbens gebunden und anschließend direkt analysiert.
22
Nicht jede flüchtige Verbindung hat den gleichen Anteil am Gesamtaroma. Der Aromawert ist abhängig von dem Verhältnis der Konzentration der flüchtigen Substanz im Lebensmittel zu seiner Geruchschwelle (BELITZ et al. 2007). Um den Einfluss eines Inhaltstoffes am Gesamtaroma bestimmen zu können, wird ein Sniff Port an den Gaschromatographen angeschlossen (BLANK 1996), so dass, nach dem Trennen der einzelnen Komponenten, eine sensorische Beurteilung durch die menschliche Nase möglich ist. Auf diesem Weg lassen sich die flüchtigen Verbindungen erforschen, die für den typischen Geruch („character impact compound“) verantwortlich sind (IM u. KURATA 2003).
Einen Überblick über die Methode der Gaschromatographie mit Olfaktometrie gibt VAN RUTH (2001). Sie beschreibt die genauen Möglichkeiten, den Betrag einer flüchtigen Verbindung in einer Mischung zu bestimmen. VAN RUTH et al. (2001) prüften die vier Methoden mit Testpersonen, um Rückschlüsse über die Qualität der Wahrnehmung und Differenzierungsfähigkeiten ziehen zu können.
2.5.2 Atomabsorptionsspektrometrie
Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit gilt nicht der Bestimmung der Schwermetalle Cadmium und Blei in den Leberproben, stellt jedoch eine wichtige Information zur Qualität derer dar (siehe Kap. 1). Die Höchstgehalte der Konzentrationen sind in der Verordnung (EG) Nr.
1881/2006 geregelt. Der Höchstgehalt (mg/ kg Frischgewicht) für Cadmium und Blei beträgt 0,5 mg/ kg. Die Messung der Schwermetallkonzentrationen kann nach unterschiedlichen Aufschlussmethoden vorgenommen werden (WELZ u. SPERLING 1999). In der Literatur findet man Nassveraschung (siehe Glossar) (TAHVONEN u. KUMPULAINEN 1994) und trockenen Aufschluss (siehe Glossar) (DOGANOC 1996). Zur Bestimmung der Schwermetallkonzentration wird eine reine Analysenlösung benötigt, die über ein Atomabsorbtionsspektrometer gemessen werden kann. Um die nötige Dissoziationsenergie zu zuführen, werden Flammen- (ADEI u. FORSON-ADABOH 2008) oder Graphitrohr-AAS (TAHVONEN u. KUMPULAINEN 1994) verwendet.
23
3 Material und Methoden
3.1 Arbeits- und Untersuchungsmaterial
3.1.1 Untersuchungsmaterial
Untersucht werden Rinder-, Schweine- und Gänseleber. Rinder- und Schweineleber werden in drei Altersklassen unterschieden: Jungtier, Masttier und adultes Tier.
Tabelle 9: Altersklassen von Rind und Schwein
Gewicht (in kg)/ Alter
Kalb 130 - 450 kg; max. 8 Monate alt
Mastrind 250 - 300 kg; ca. 20 Monate alt
Kuh ca. 240 kg; min. 24 Monate alt
Ferkel bis 25 kg Körpermasse
Mastschwein 50 - 120 kg Körpermasse
Sau min. 120 kg Körpermasse
Die Leber der Gänse wird unterschieden in Stopfleber und die Gänseleber von nicht gestopften Tieren. Als gängiges Verzehrgut wurde die Leber sowohl über den Einzelhandel als auch direkt vom Schlachthof bezogen. Rinder- und Schweineleber stammten von in Deutschland gezogenen Tieren, die Gänsestopfleber aus Frankreich und die Leber von den Hafermastgänsen aus Polen. Die frische Leber wurde direkt nach dem Kauf für den einzelnen Bratvorgang vorbereitet und portioniert. Bei den frischen Lebern von Rind und Schwein wurde die Leberkapsel (siehe Kap. 2.1) entfernt. Um eine ausreichende Menge an Aromastoffen während eines Versuchsdurchgangs zu gewinnen, wurde die Leber in Scheiben von ca. 2,5 cm Dicke geschnitten und in Portionen von ca. 1000 g abgewogen. Die Leber der ungestopften Gänse wurde im Ganzen in Portionen von ca. 1000 g abgewogen, eine einzelne Leber wies ein Gewicht von ca. 55 g auf.
Eine Ausnahme bildete die Stopfleber, deren Gesamtgewicht im Versuch durchschnittlich 694 g betrug. Der hohe Fettgehalt bedingte eine Anpassung in der Portionsgröße. Die Dicke der Scheiben betrugen ca. 1,5 cm und das Portionsgewicht ca. 300 g. Die Proben wurden bei -18 °C bis zum Gebrauch gelagert und vor Versuchsbeginn 24h bei +4 °C aufgetaut.
24
3.2 Apparative Anordnung
3.2.1 Analyseeinheiten
Die flüchtigen Aromastoffe wurden als drei Rohproben während des Bratprozesses aufgefangen. Die Auffangsubstrate werden hier im Einzelnen beschrieben (siehe auch Abb. 7 und Kap. 3.2.2.). Die Aufarbeitung der Auffangeinheiten zur Analyse findet sich im Kapitel 3.4.1 und die daraus resultierenden Ergebnisse werden im Kapitel 4 beschrieben:
3.2.1.1 Solid Phase Microextraction Faser (SPME)
Die SPME-Faser (Fa. SUPELCO, Bellefonte, USA) besteht aus einem Divinylbenzen/Carboxen Kern, der mit Polydimethylsiloxan (PDMS) im Verhältnis von 50/30 µm beschichtet ist. Die Faser hat eine Länge von 2 cm und wird in einem dafür vorgesehenen Halter mit integrierter Schutzhülle in die Apparatur eingeführt. Vor jeder Nutzung wird die Faser im Injection Port des Gaschromatographen thermisch gereinigt.
3.2.1.2 Tenax® TA 60/80
Tenax® TA 60/80 (Fa. SUPELCO, Bellefonte, USA) ist ein pulverförmiges Adsorbens, das mit 0,3 g in eine 6 mL Polypropylenkartusche zwischen zwei Polyethylenfritten mit 20 µm Porengröße eingewogen wird. Konditioniert wird das Adsorbens vor dem Bratvorgang mit 3 mL Diethylether, der unter Luftdruck durch das Pulver geleitet wird. Im Anschluss daran wird das Tenax® TA 60/80 durch einen von Aktivkohle gefilterten Luftstrom getrocknet und gemäß Abbildung 7 in die Apparatur eingefügt.
3.2.1.3 Kondensat
Der während des Bratvorgangs entstehende Wasserdampf kondensiert in den Dimrothkühlern.
Das Kondensat wird in einem sauberen, vorher mit Ether gespülten und getrockneten, 100 mL Rundkolben aufgefangen und die Aromastroffe mit Diethylether aus der wässrigen Phase extrahiert.
25 3.2.2 Aufbau
Um die während des Bratvorgangs entstehenden flüchtigen Aromastoffe zu gewinnen, wurde eine Apparatur eingesetzt, die ursprünglich von SPECHT (1993) entworfen und von Autoren wie BASTL (1999) und LAMMERS (2006) weiterentwickelt wurde. MANTEUFFEL (2008) fügte als eine weitere Analyseeinheit die SPME-Faser ein. Diese von Manteuffel modifizierte Apparatur wurde in dieser Arbeit verwendet (siehe Abb. 7).
Destillationsbrücke NS 29 Dimrothkühler NS 29 Überführungsstück (Glas) Kartusche
Tenax® Fritten
Glasdeckel, NW 200
Bratpfanne
Edelstahlstempel
Büchnertrichter mit Aktivkohlefilter
Teflondichtungsring Dimrothkühler NS 14
Rundkolben NS 29 Kondensat Vakuumcontroller
SPME-Halter
a b
Modifiziertes Reduzierstück NS 29-14 mit Öffnung für SPME-Halter
c
c
c
Abbildung 7: Gesamtaufbau der Bratapparatur (Abb. MANTEUFFEL 2008)
26
Die Apparatur besteht vornehmlich aus drei Abschnitten:
Der erste Teil besteht aus dem Freisetzen der flüchtigen Aromastoffe durch Braten der Leberproben (siehe Abb. 7, a). Hierfür wird eine über einen Teflonring und Flansch luftdicht verschlossene Teflonpfanne (Modell „Romana“; ø 20 cm, Firma Schulte Ufer, Sundern;
ergänzt durch einen Auflagering aus Edelstahl) mit Glasdeckel (Firma LAT, Garbsen) verwendet. Diese wird durch eine elektrische Kochplatte (Kalorik 5253, Firma LAT, Garbsen) im Durchschnitt auf ca. 130 °C erhitzt.
Hieran angeschlossen ist der Abschnitt des Wasserentzugs (siehe Abb. 7, b) in Form von zwei Dimrothkühlern, die zur Gewinnung des Kondensates und im Weiteren zur Anreicherung der flüchtigen Substanzen auf den Adsorbentien (siehe Abb. 7, c), der SPME-Faser und dem Tenax® führen.
Der konstante Luftstrom wird mit Hilfe einer Vakuumpumpe (Aquastop® II, Firma Van der Heijde, Dörentrup, Deutschland) erzeugt. Über einen Aktivkohlefilter wird die Luft durch eine der Öffnungen des Glasdeckels durch den Bratraum in die Kühler überführt, weiter an der SPME-Faser entlang geleitet und durch die mit Tenax® gefüllte Kartusche abgesaugt. Im Anschluss ist ein Vakuummeter (Vakuummeter 7221 Sekto, Firma Van der Heijden, Dörentrup, Deutschland) zur Kontrolle des konstanten Luftstroms in die Apparatur eingefügt.
Die Leberprobe wird an einem Edelstahlstempel mit Hilfe eines Edelstahlspießes befestigt (Abb. 8 u. 9).
27
3.3 Durchführung
3.3.1 Einstellung der Versuchsstandards
Zu den Versuchsstandards gehört eine gleiche Anfangstemperatur der Teflonpfanne auf ca.
130 °C und ein konstantes Vakuum bei 750 mbar. Bis zum Erreichen dieser Ausgangsparameter wird der Luftstrom nicht durch die gesamte Apparatur geleitet, sondern aus der verschlossenen Pfanne noch vor den Dimrothkühlern abgeführt. Abbildung 8 stellt den Weg des Luftstroms bis zur Einstellung der Ausgangsparameter dar. Die Auffangmethoden sind, wie oben beschrieben, vorbereitet und schon in die zusammengesetzte Apparatur eingefügt. Ebenso ist die Leberprobe bereits an der Unterseite des Edelstahlstempels mit Hilfe eines ausgeglühten Edelstahldrahtes befestigt (siehe auch Abb. 8).
zur Vakuumanzeige
Leberprobe Stempel
Lufteinlaß über Aktivkohlefilter
Abbildung 8: Luftstrom zur Einstellung der Ausgangsparameter (Abb. MANTEUFFEL 2008)
28 3.3.2 Gewinnung der Aromastoffe
Sind alle Parameter eingestellt, wurde das System zum Auffangen der Aromastoffe aus dem Braten umgestellt und verschlossen, das Vakuum wurde über die Dimrothkühler angeschlossen. Das Glasverbindungsstück wurde mit einem Glasstopfen luftdicht verschlossen (siehe Abb. 9).
Mittels eines Infrarotthermometers wurde die Anfangstemperatur für den Bratdurchgang abermals kontrolliert und im Anschluss daran durch den Lufteinlass 100 µL des Pyridinstandards (wässrige Lösung, 2,51 mg/ 100 µL; siehe auch Kap. 3.5.2) auf die heiße Pfanne aufgegeben. Nachdem die Standardlösung vollständig verdampft und über den Luftstrom aus dem Bratraum geleitet worden war, wurde die Leberprobe auf den Pfannenboden herabgesenkt. In diesem Moment begann die Zeitmessung (Abb. 10 Verlaufsprotokoll). Jede Leberseite (Rinder- und Schweineleber) wurde für drei Minuten der Hitze ausgesetzt (Stufe 2,5), protokolliert wurden zusätzlich die Pfannenbodentemperatur und
Leberprobe Stempel
Lufteinlaß über Aktivkohlefilter
zur Vakuumanzeige
Abbildung 9: Luftstrom während des Bratdurchgangs (Abb. MANTEUFFEL 2008)
29
die Kerntemperatur der fertig gebratenen Leber. Die Gänseleber wurde auf kleinerer Hitze (Stufe 1,5) jeweils für fünf Minuten gebraten, da es sich um dünnere Scheiben handelte.
Die 1000 g des Probenumfangs bestanden im Durchschnitt aus 5 Scheiben Leber, so dass zwischen den einzelnen Portionen die Apparatur geöffnet und der Pfannenboden gereinigt wurde. Dafür wurde das angelegte Vakuum abgestellt und das Verbindungsstück zwischen Teflonpfanne und Dimrothkühlern getrennt. Die Pfanne wurde mit heißem Wasser und Zellstoff von anhaftenden Leberstücken befreit, dann wurden die Versuchsstandards aufs Neue eingestellt (siehe oben) und das nächste Leberstück gebraten.
Nach Abschluss der Aromastoffgewinnung aus dem gesamten Probenumfang wurden alle Teile der Apparatur gründlich gereinigt und mit heißem Wasser nachgespült. Getrocknet wurden sämtliche Teile mit Hilfe von Heißluft.
Abbildung 10: Verlaufsprotokoll/ Analyseschema, siehe auch im Anhang 9.2
Verlaufsprotokoll
• Datum der Analyse
• Art der Leber
• Menge (g) und Stückzahl der Teilproben
• Eingewogene Tenaxmenge (g)
• Vorliegendes Vakuum (mbar)
• Menge des verwendeten Pyridin-Standards
• Zeitangabe der Bratdauer pro Leberseite
• Temperatur der Pfannenmitte
zu Beginn, bei Seitenwechsel und zum Ende des Bratens der Leberseite (°C)
• gewonnene Menge Kondensat (mL)
• Menge des eingesetzten α-Pinen-Standards
30
3.4 GC/MS-Analyse
3.4.1 Aroma-Fraktionen
Aus den Analyseeinheiten (siehe Kap. 3.2.1) wurden, wie hier beschrieben, die einzelnen Aromafraktionen gewonnen.
3.4.1.1 Solid Phase Microextraction Faser (SPME)
Die mit Aromastoffen beladene SPME-Faser wurde, ohne weitere Aufarbeitung und um Verunreinigungen aus der Luft zu vermeiden, unmittelbar nach Beendigung des Bratvorgangs zur Analyse in das GC/MS-System überführt.
3.4.1.2 Tenax® TA 60/80 Rinder- und Schweineleber
Die Aromastoffe im Tenax® TA 60/80 wurden mit 3 mL Diethylether eluiert und in einem Spitzkolben aufgefangen. Dieses Eluat wurde mit 50 µL des α-Pinenstandards (4,62 g/ L Dichlormethan) versetzt und im Anschluss mit einem kontinuierlichen Stickstoffstrom von 4 mL pro Minute auf eine Menge von etwa 200 µL konzentriert. Zur Analyse durch das GC/MS wurden 4 µL dieses Extraktes injiziert.
3.4.1.3 Tenax® TA 60/80 Gans- und Gänsestopfleber
Die Aromastoffe im Tenax® TA 60/80 wurden mit 3 mL Diethylether eluiert und in einem Spitzkolben aufgefangen. Dieses Eluat wurde mit 25 µL des α-Pinenstandards (4,62 g/ L Dichlormethan) versetzt und im Anschluss mit einem kontinuierlichen Stickstoffstrom von 4 mL pro Minute auf eine Menge von etwa 200 µL konzentriert. Zur Analyse durch das GC/MS wurden 2 µL dieses Extraktes injiziert. Es wurde das Varian-Finnigan-GC/MS-System verwendet (siehe Kap. 3.4.2), daher sind die Mengen anders als bei Rinder- und Schweineleber.
31 3.4.1.4 Kondensat
Die entstandene Menge des Kondensats aus dem Bratdurchgang wurde bestimmt, in einen Scheidetrichter überführt und mit etwa einem Drittel seiner Menge mit Diethylether ausgeschüttelt. Die wässrige Phase wurde verworfen und die Etherphase mit den darin gelösten Aromastoffen in einem Spitzkolben aufgefangen. Dieses Eluat wurde, wie das des Tenax® TA 60/80, ebenfalls mit 50 µL α-Pinenstandard (4,62 g/ L Dichlormethan) versetzt (bei der Gans- und Gänsestopfleber mit 25 µL α-Pinenstandard (4,62 g/ L Dichlormethan), da das emfindlichere GC/MS-System verwendet wurde) und unter dem kontinuierlichen Stickstoffstrom von 4 mL/ min auf eine Menge von circa 200 µL konzentriert. Auch hier wurden im Weiteren 4 µL (bei der Gans- und Gänsestopfleber mit 2 µL) des Extraktes zur Analyse injiziert.
3.4.2 GC/MS-Systeme Die Analyse der wie oben Gaschromatographie mit Masse Hierbei kommt dem Gaschrom einzelnen Moleküle und dem M Moleküle zu ihrem spezifische spezifischen Massenfragmente, (m/z) in einem Massenspektr Aromastoffe identifiziert werde
Es wurden zwei GC/MS-System von Hewlett-Packard (siehe K Rinderlebern ein Varian-Finnig Ionisation genutzt (siehe Kap.
ebenfalls das Varian-Finnigan im Weiteren genauer beschriebe
Abbildung 11: Beispiel: Massenfr ((m/z) = Masse/La
32
oben beschriebenen Extrakte (siehe Kap. 3.4.
Massenspektrometrie-Kopplung.
chromatographen die Aufgabe der Auftrennung de dem Massenspektrometer die Elektronenstoßionisa ifischen Zerfall zu. Detektiert werden die Molekü
ente, dargestellt in Abhängigkeit ihres Masse/Lad ktrum (siehe Abb. 11). Anhand des Spektr werden.
Systeme verwendet: für die Rinder- und Schweine ehe Kap. 3.4.2.1) und zur Absicherung der letz Finnigan-System (siehe Kap. 3.4.2.2). Es wurde da Kap. 5.1). Für die Analyse der Gänse- und Gänse
igan-System mit elektrischer Ionisation angewend hrieben.
ssenfragmentierung des Moleküls Dodecan
sse/Ladungsverhältnis), EI (Elektronenstoßionisation)
. 3.4.1) erfolgte über ng des Extraktes in die ionisation der einzelnen Gänsestopfleber wurde ewendet. Diese werden
33 3.4.2.1 Hewlett-Packard-System Gaschromatographie
• Gerätetyp: HP 5890 Series II GC mit 7673 Autosampler (Fa. Agilent, Böblingen)
• Trennsäule: Kapillarsäule, DB-5, 30 m x 0,25 mm x 1,00 µm; Agilent Technologies, Santa Clara, USA
• Injektortyp: Splitless
• Injektionstemperatur: 220 °C/ 250 °C (methodenabhängig)
• Trägergas: Helium, Reinheitsgrad 4.6; Fa. Linde, München
• Säulenvordruck: 80 kPa
• Flussrate: 1,95 mL/ min (constant flow)
• Temperaturprogramm: 5 min. isotherm bei 40 °C, dann Temperaturanstieg bei einer Rate von 5 °C/ min mit einer Endtemperatur von 200 °C, die anschließend 20 min.
gehalten wird Massenspektrometrie
• Gerätetyp: HP 5989 A MS, Agilent Technologies , Santa Clara, USA
• Elektronenstoßionisation (EI)
• Ionenquellentemperatur: 200 °C
• Ionisationsenergie: 70 eV
• Quadrupoltemperatur: 150 °C
• Tuning: Standard Autotune
• Solvent Delay: methodenabhängig Steuerung
• PC Programm HP G3410 ChemStation, Version C 03.00
34 Methoden
• Zur Analyse der Aromastoffe der SPME-Fraktion wurde die Faser manuell in den Injektorport eingeführt; es erfolgte dabei ein sofortiges Auftragen der Aromastoffe über ein Inlet auf die Säule. Es wurde kein Solvent Delay (siehe Glossar) verwendet, die Messung wurde unmittelbar nach Aufgabe manuell gestartet.
• Für die Eluate aus dem Tenax® TA 60/80 und dem Kondensat wurde ein Solvent Delay verwendet, um das Lösungsmittel aus der Messung zu halten, dieser betrug 3,80 min. Die Aufgabe von 4 µL Probenmenge erfolgte bei beiden Aroma-Fraktionen über den Autosampler.
Im Weiteren wurde zur Analyse der letzten großen Peaks aus den Chromatogrammen von Rind und Schwein ein empfindlicheres Finnigan Massenspektrometer mit chemischer Ionisation (Varian-Finnigan-System) verwendet (siehe Kap. 5.1). Hierbei werden die einzelnen Moleküle des Aromastoffgemischs, die durch den Gaschromatograph aufgetrennt wurden, chemisch durch ein Reaktantgas (Methan) ionisiert. Die Moleküle fragmentieren bei der chemischen Ionisation im Unterschied zur Elektronenstoßionisation nicht so stark, dadurch ist ein deutlicher Molekülpeak darstellbar (siehe Abb. 17-19).
35 3.4.2.2 Varian-Finnigan-System
Gaschromatographie
• Gerätetyp: Varian 3400 GC; Fa. Varian, Sunnyvale, CA, USA mit Autosampler CTC A 200 S; Fa. Finnigan MAT, San Jose, CA, USA
• Trennsäule: Kapillarsäule, DB-5, 60 m x 0,25 mm x 1,00 µm; Agilent Technologies, Santa Clara, USA
• Injektortyp: ptv-Injektor mit inlet liner Varian 1078
• Injektionsvolumen: 2 µL
• Trägergas: Helium, Reinheitsgrad 5.0; Fa. Linde, München
• Säulendruck: 40 psi
• Temperaturprogramm: Starttemperatur 40 °C, Temperaturrate von 4 °C/ min mit einer
• Temperaturprogramm: Starttemperatur 40 °C, Temperaturrate von 4 °C/ min mit einer