Entwicklung eines Schnelltests zur Phosphorbestimmung in

Entwicklung eines Schnelltests zur Phosphorbestimmung in
Pflanzenölen
Steiner I., Kovalsky P.M. und Hafner H.
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften
(Fachbereich für Naturstoffe und Lebensmittelchemie), Technische Universität Wien, A
Problemstellung
Analysenschema
Für Pflanzenöl als Kraftstoff existieren zurzeit noch keine international
verbindlichen Qualitätsstandards. In der Vornorm DIN V 51605 wurden
jedoch für Rapsölkraftstoff verschiedene Qualitätsparameter mit
Grenzwerten und entsprechenden Prüfverfahren festgelegt. Einer der
wesentlichen Qualitätsparameter ist der Phosphorgehalt, der in der
Vornorm mit einer maximalen Konzentration von 12 mg/kg angeführt
wird. Als Prüfverfahren ist eine instrumentell aufwendige Analyse mittels
ICP angegeben [1].
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Schnelltests zur
Bestimmung des Phosphorgehaltes in Pflanzenölen. Der Messbereich
liegt zwischen 0 und 100 mg/kg. Mit Hilfe dieses Schnelltests sollte eine
einfache, kostengünstige und rasche Qualitätsbeurteilung hinsichtlich
Phosphorgehalt in Pflanzenölen durchgeführt werden können.
Idealerweise sollte dieser Schnelltest möglichst ohne aufwendige
Laborausstattung (wie z.B. ICP) und auch von Personen ohne spezielle
chemische Ausbildung ausgeführt werden (z.B. vor Ort bei dezentralen
Ölgewinnungsanlagen).
1. Abzentrifugieren der Trübungen
Methodik
Einer der entscheidenden Schritte ist die Veraschung ohne Reste
organischer Substanz. Danach müssen die Phosphorverbindungen in
Orthophosphat (PO43-) überführt werden, um sie einer photometrischen
bzw.
reflektrometrischen
Bestimmung
in
Form
von
Phosphormolybdänblau zugänglich zu machen. Diese Bestimmung
wird mit Hilfe eines kommerziellen Sets reflektrometrisch in einem
3Bereich von 0,1 – 5 mg/l PO4
durchgeführt. Damit die
Analysenmethode auch „richtige“ und reproduzierbare Ergebnisse liefert,
sind bestimmte Kriterien bezüglich eingesetzter Probenmenge,
Aufschlussreagenzien und Verdünnungsschritten unbedingt einzuhalten.
Um einen Phosphoreintrag durch kontaminierte Reagenzien, Wasser etc.
auszuschließen bzw. zu berücksichtigen, ist bei jeder Charge ein
Leerwert ohne Öl mitzuführen, bei dessen Aufarbeitung und
Behandlung exakt gleich wie bei Öl vorzugehen ist.
Der Muffelofen sollte sauber und frei von losen Verunreinigungen sein,
die ansonsten trotz der Verwendung von Deckeln für die
Veraschungstiegel gelangen könnten (eventuell vorheriges Ausblasen mit
Pressluft).
Sämtliche Gefäße und Pipetten, die mit der Probe bzw. der Probelösung
in Kontakt kommen, müssen frei von Phosphor sein, d.h. das Reinigen
mit phosphorhaltigen Detergentien ist strikt zu unterlassen, und das
gesamte Equipment ist vor jeder Analyse mit 1%-iger HCl gründlich zu
waschen.
Korrespondenz an Prof. Dr. Ingrid Steiner;
Technische Universität Wien, Institut 166/6,
Getreidemarkt 9, A-1060 Wien
Email [email protected]
http://www.vt.tuwien.ac.at
2. Öleinwaage 5 - 20g entsprechend dem P-Gehalt
3. Veraschung im programmierbaren Muffelofen:
• 2h 550 – 750°C
• 8h 750°C
• Falls Asche grau → 2h 800°C bis zur Weißfärbung
4. Lösen in 2,5 ml konz. heißer HCl
5. Verdünnung mit heißem H2O auf 25 ml
6. Neutralisieren mit 2N NaOH (→ pH 6-7)
7. Probenaufschluss mit Crack Set [2]
8. Messung und Auswertung mit Reflectoquant®-Streifentest [3]
9. oder Reflectoquant®-Küvettentest [4]
Ergebnisse
Rapsöl
Probe
Einwaage [g]
mg P/1000 g
Referenzwert
mg P/1000 g Öl
2
20,0498
8,1
6,9
3
19,9994
9,8
6,9
4
20,0678
8,1
6,9
8,7
6,9
Mittelw.
Mariendistelöl
5
10,0023
19,6
20
6
10,0238
21,2
20
7
10,0168
19,6
20
8
10,0167
21,2
20
20,4
20
Mittelw.
Tab.1: Reflectoquant®-Streifentest [3]
Rapsöl
Probe
Einwaage [g]
mg P/1000 g
Referenzwert
mg P/1000 g Öl
2
20,0498
5,1
6,9
3
19,9994
7,2
6,9
4
20,0678
7,9
6,9
5
10,0023
20,7
20
6
10,0238
20,8
20
7
10,0168
20,0
20
8
10,0167
20,0
20
20,4
20
Mittelw.
Mariendistelöl
Mittelw.
Tab. 2: Reflectoquant®-Küvettentest [4]
Literatur
[1] ÖNORM EN 14107 bzw. DIN EN 14107, Erzeugnisse aus pflanzlichen und
tierischen Fetten und Ölen - Fettsäure-Methylester (FAME) - Bestimmung des
Phosphorgehaltes durch Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma
(ICP) (2003)
[2] Crack Set 10, Merck/Spectroquant®, Art.Nr. 1.14687.0001
[3] Phosphat-Test, Merck/Reflectoquant® plus, Art.Nr. 1.17942.0001
[4] Phosphat-Test, Merck/Reflectoquant®, Art.Nr. 1.16978.0001
Wir danken der Fa. Waldland für die finanzielle Unterstützung und Herrn
Ing.Hannes Blauensteiner für die Bereitstellung des Probenmaterials.