Ergebnisse der Methodenentwicklung

Die Methodenentwicklung soll dazu dienen, die SPME zu optimieren. Dazu werden verschiedene Parameter einzeln verändert und die Ergebnisse ausgewertet. Zu den Parametern zählen die Probenmenge, die Extraktionstemperatur und die Extrak-tionszeit. Außerdem wird die Länge der SPME Faser variiert und Versuche mit Vakuum durchgeführt. Zusätzlich wird ein neues Extraktionsverfahren getestet. Die Probenmessungen wurden mit diesem neuen Verfahren von der Fa. Gerstel durch-geführt.

4.1.1 Probenmenge

Bei diesem Test wird auf die Rührfähigkeit und die Stärke der Rührung geachtet, vor allem auf die Bewegung der Oberfläche der Probenlösung. Die Ergebnisse der Kon-trolle der Rührfähigkeit von unterschiedlichen Mengen des zerkleinerten Spanischen Treveles sind folgend aufgeführt.

• 3 g Spanischer Treveles

o bei 940 U/min wird die untere Hälfte der Probenlösung gerührt, die Oberfläche bleibt unbewegt

o bei 1100 U/min wird nur die untere Hälfte der Probenlösung gerührt, die Oberfläche bleibt unbewegt

• 2,5 g Spanischer Treveles

o bei 940 U/min werden die unteren 2/3 der Probenlösung gerührt, die Oberfläche bleibt unbewegt

o bei 1100 U/min wird auch die Oberfläche leicht bewegt

• 2 g Spanischer Treveles

o bereits bei 940 U/min wird die gesamte Probenlösung einschließlich der Oberfläche gerührt

Neben der Rührfähigkeit bei 940 U/min wurde bei der zerkleinerten Rohwurst eben-falls die Homogenisierung kontrolliert.

• 2,5 g Rohwurst

o Homogenisierung: die Probenlösung wird schaumig geschlagen und ein großer Teil bleibt am Ultraturrax kleben

o Rührung: die Probenlösung wird sehr langsam gerührt, die Oberfläche ist nur leicht in Bewegung

• 2 g Rohwurst

o Homogenisierung: die Probenlösung wird leicht schaumig geschlagen, ein kleiner Teil bleibt am Ultraturrax kleben

o Rührung: die Probenlösung wird langsam gerührt, die Oberfläche ist nur leicht in Bewegung

• 1,5 g Rohwurst

o Homogenisierung: die Probenlösung wird sehr leicht schaumig geschlagen und ein sehr geringer Teil bleibt am Ultraturrax kleben

o Rührung: die gesamte Probenlösung einschließlich der Oberfläche wird gerührt

4.1.2 Extraktionstemperatur

Beim Vergleich der beiden Messreihen mit unterschiedlicher Wassertemperatur ist auffällig, dass die Wasserbadtemperatur von 36 °C l eicht zu erreichen war und innerhalb der Extraktionsphase etwa konstant gehalten werden kann. Die Wasser-badtemperatur von 60 °C ist hingegen erst nach läng erer Zeit erreichbar und ist zusätzlich bei dem zur Verfügung stehenden Modell starken Schwankungen unter-worfen, die sich im Bereich zwischen ca. 55 und 65 °C bewegen.

In Abbildung 4.1 und Abbildung 4.2 sind beispielhaft Chromatogramme der flüchtigen Verbindungen aus einer Extraktion mit 36 °C und mit ca. 60 °C dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass zwischen den Chromatogrammen die Abundanz variiert.

5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00

Abbildung 4.1 GC/MS Chromatogramm flüchtiger Verbindungen extrahiert mittels SPME bei 36 °C

Auffällig ist hierbei, dass bei der Extraktion bei 36 °C Wasserbadtemperatur vor allem die Peaks bis zu einer Retentionszeit von 23 Minuten im Chromatogramm dominie-ren, während danach nur noch kleinere Peaks vorhanden sind.

5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00

Abbildung 4.2 GC/MS Chromatogramm flüchtiger Verbindungen extrahiert mittels SPME bei ca. 60 °C

Anders verhält es sich bei der Extraktion bei ca. 60 °C. Im Chromatogramm errei-chen die Peaks mit einer Retentionszeit kleiner als 23 Minuten eine geringere Abun-danz als bei der Extraktion mit 36 °C. Hingegen zei gen die Peaks mit einer größeren

4.1.3 Extraktionszeit

In Abbildung 4.3 sind die Bereiche der Chromatogramme mit einer Retentionszeit von 20 bis 25 Minuten dargestellt. Deutlich sichtbar ist die Größenzunahme des Peaks bei der Retentionszeit von 21,5 min (Nonanal) mit zunehmender Extraktions-dauer. Auch bei den kleineren Peaks in der Umgebung ist dies zu erkennen, jedoch schwächer ausgeprägt.

Abbildung 4.3 Ausschnitte von GC/MS Chromatogrammen flüchtiger Verbindungen aus dem Headspace eines Rohschinkens nach SPME mit einer Extrak-tionsdauer von 0,5 h, 1 h, 2 h und 3 h

4.1.4 Unterdruck

Die übereinander projizierten Chromatogramme (Abbildung 4.4) der Analyse mit und ohne Unterdruck zeigen kaum Unterschiede. Im Vergleich zu der Messung mit

Nor-maldruck ist bei der Messung mit reduziertem Druck eine geringfügige Abnahme der Abundanz der leicht flüchtigen Verbindungen im vorderen Abschnitt des Chroma-togramms erkennbar. Außerdem nimmt die Abundanz der schwerer flüchtigen Verbindungen im hinteren Bereich des Chromatogramms geringgradig zu.

5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 RT

Abbildung 4.4 Übereinander projizierte GC/MS Chromatogramme einer SPME Extrak-tion mit und ohne Unterdruck

4.1.5 Faserlänge

Die Peaks sind bei der Extraktion mit der 2 cm DVB/CAR/PDMS-Faser höher als mit der 1 cm Faser. Qualitative Veränderungen, wie die Art der identifizierten Verbindun-gen, sind nicht vorhanden.

In Abbildung 4.5 ist dargestellt, um welches Vielfache die Extraktion mit der 2 cm Faser im Vergleich zur 1 cm Faser gesteigert wird. Insgesamt wird die Gesamtfläche der identifizierten Verbindungen um das ca. Dreifache durch die Nutzung der 2 cm Faser vergrößert. Erkennbar ist eine Abstufung bei verschiedenen Verbindungen mit Zunahme der Retentionszeit. Die Fläche von Octan (Retentionszeit 3,51 Minuten) steigt bei der Extraktion mit der 2 cm Faser um mehr als das 3,5fache. Bei 2,3-Octandion ist immerhin noch eine Steigerung um das 2,5fache erkennbar, während sich die Fläche von Octansäure (Retentionszeit 34,16 Minuten) nur noch

0

Octan Octanal 2,3-Octandion 1-Octen-3-ol 1-Octanol Octansäure Gesamtsumme

X-fache Erhöhung der Fläche

Octan Octanal 2,3-Octandion 1-Octen-3-ol 1-Octanol Octansäure Gesamtsumme 0

Octan Octanal 2,3-Octandion 1-Octen-3-ol 1-Octanol Octansäure Gesamtsumme

X-fache Erhöhung der Fläche

Abbildung 4.5 Steigerung der Extraktion ausgewählter C8 Verbindungen und der Gesamtfläche aller identifizierten Verbindungen durch die Verwen-dung der 2 cm Faser im Vergleich zur 1 cm Faser.

4.1.6 Gerstel Messungen

In Abbildung 4.6 bis 4.9 sind beispielhaft vier Chromatogramme der unterschiedli-chen Extraktionsmethoden eines Rohschinkens dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass in den Chromatogrammen die Abundanz in den einzelnen Abbildungen vonein-ander abweicht.

Abbildung 4.6 GC/MS-Chromatogramme flüchtiger Verbindungen nach Extraktion mittels SBSE

Abbildung 4.7 GC/MS-Chromatogramme flüchtiger Verbindungen nach Extraktion mittels HSSE

Abbildung 4.8 GC/MS-Chromatogramme flüchtiger Verbindungen nach Extraktion mittels DHS

Abbildung 4.9 GC/MS-Chromatogramme flüchtiger Verbindungen nach Extraktion

Auffällig ist die sehr geringe Empfindlichkeit bei der SPME Messung im Vergleich zu den anderen Extraktionsmethoden. Während die maximale Abundanz bei der SPME Messung bei knapp über 70.000 liegt, ist diese bei den anderen Messungen mindes-tens zwölf Mal so hoch. Außerdem ist erkennbar, dass bei der Extraktion mit DHS nur im vorderen Abschnitt Peaks vorhanden sind.

In Tabelle 4.1 sind die von der Fa. Gerstel identifizierten Verbindungen für die einzelnen Extraktionsmethoden aufgelistet.

Tabelle 4.1 Mittels SBSE, HSSE, SPME und DHS identifizierte Verbindungen.

Verbindung ^SB

2,3-Octandion x Decansäure

1-Hexanol x x Dodecansäure x

Nonanal x Tetradecansäure x x

Zusätzlich zu den in Tabelle 4.1 aufgelisteten Verbindungen fallen bei allen Messun-gen noch Siloxane auf, insbesondere bei den Extraktionen mit dem Twister.

Eine quantitative Aussage über die einzelnen Verbindungen ist mit dem zur Verfügung gestellten Material nicht möglich.