Entwicklung eines Schnelltests zur Phosphorbestimmung in Entwicklung eines Schnelltests zur Phosphorbestimmung in PflanzenölenPflanzenölen

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

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).

Methodik

Einer der entscheidenden Schritte ist die Veraschung ohne Reste organischer Substanz. Danach müssen die Phosphorverbindungen in Orthophosphat (PO4

3-) 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 Bereich von 0,1 – 5 mg/l PO4

3- 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.

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. 1.16978.0001Korrespondenz an Prof. Dr. Ingrid Steiner;

Technische Universität Wien, Institut 166/6, Getreidemarkt 9, A-1060 WienEmail isteiner@mail.zserv.tuwien.ac.athttp://www.vt.tuwien.ac.at

Wir danken der Fa. Waldland für die finanzielle Unterstützung und Herrn Ing.Hannes Blauensteiner für die Bereitstellung des Probenmaterials.

Ergebnisse

  Probe Einwaage [g] mg P/1000 g Referenzwertmg P/1000 g Öl

Rapsöl 2 20,0498 8,1 6,9

3 19,9994 9,8 6,9

4 20,0678 8,1 6,9

Mittelw. 8,7 6,9

Marien-distelöl

5 10,0023 19,6 20

6 10,0238 21,2 20

7 10,0168 19,6 20

8 10,0167 21,2 20

Mittelw. 20,4 20

Tab.1: Reflectoquant®-Streifentest [3]

  Probe Einwaage [g] mg P/1000 gReferenzwert

mg P/1000 g Öl

Rapsöl

2 20,0498 5,1 6,9

3 19,9994 7,2 6,9

4 20,0678 7,9 6,9

Mittelw.

Marien-distelöl

5 10,0023 20,7 20

6 10,0238 20,8 20

7 10,0168 20,0 20

8 10,0167 20,0 20

Mittelw. 20,4 20

Tab. 2: Reflectoquant®-Küvettentest [4]

Analysenschema

1. Abzentrifugieren der Trübungen

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]