Native (auch als nativ bezeichnete) Speiseöle werden durch schonende mechanische Verfahren ohne WĂ€rmezufuhr gewonnen, um die wertvollen Inhaltsstoffe zu erhalten. Diese Ăle sind in der Regel von hoher QualitĂ€t und gelten als besonders gesund und wertvoll. So ist beispielsweise natives Olivenöl aufgrund seiner FettsĂ€urezusammensetzung, die sich durch ein hohes VerhĂ€ltnis von einfach ungesĂ€ttigten zu mehrfach ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren auszeichnet - ein wichtiger Faktor fĂŒr die OxidationsstabilitĂ€t des Ăls - ziemlich oxidationsbestĂ€ndig. AuĂerdem enthĂ€lt es einige starke Antioxidantien, die als Polyphenole bekannt sind. Die meisten dieser Verbindungen werden bei der Raffination entfernt und sind in raffinierten Speiseölen in viel geringeren Mengen vorhanden als in nativen Ălen [2].
Speiseölanalyse: Ein Leitfaden fĂŒr Einsteiger
29.07.2024
Artikel
In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, was Speiseöl ist, wie es hergestellt wird, wie man es prĂŒft und welche Parameter bei der Analyse hinsichtlich QualitĂ€t und Sicherheit wichtig sind.
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Was ist Speiseöl?
Speisefette oder Speiseöle gelten als fĂŒr den menschlichen Verzehr geeignet und werden hauptsĂ€chlich fĂŒr Lebensmittel oder in kosmetischen Produkten verwendet. Sie enthalten wichtige Vitamine sowie gesĂ€ttigte und/oder ungesĂ€ttigte FettsĂ€uren. Sowohl Speisefette als auch Speiseöle bestehen hauptsĂ€chlich aus wasserunlöslichen Estern von FettsĂ€uren und Glycerin, den sogenannten Glyceriden.
Fette und Ăle werden im Allgemeinen danach eingeteilt, ob sie bei Zimmertemperatur fest oder flĂŒssig sind. GrundsĂ€tzlich unterscheidet man zwischen pflanzlichen Fetten und Ălen, die aus den Samen und FrĂŒchten von Ălpflanzen gewonnen werden, und Fetten und Ălen aus tierischen Quellen. Synthetische Speisefette und -öle können jedoch auch durch chemische Verfahren wie das Fischer-Tropsch-Verfahren aus Rohstoffen hergestellt werden.
Generell gilt: Je höher der Anteil an ungesĂ€ttigten Fetten (insbesondere mehrfach ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren), desto gesĂŒnder ist das Fett oder Ăl. Sonnenblumen-, Raps-, Distel-, Soja- und Olivenöl haben einen besonders hohen Anteil an ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren und mehrfach ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren. Obwohl sie zum Kochen und Braten verwendet werden können, sollten sie am besten in ihrem natĂŒrlichen Zustand verzehrt werden. Kokosnussöl, Palmkernöl, Butterfett und Palmöl enthalten dagegen sehr viele gesĂ€ttigte FettsĂ€uren. Sie werden hauptsĂ€chlich zum Backen, Braten, Frittieren und zur Herstellung von industriellen Seifen oder Kosmetika verwendet.
Beispiele fĂŒr Speiseöle (zum VergröĂern anklicken):
Sonnenblumenöl ist sehr beliebt, da es als Frittieröl bei sehr hohen Temperaturen verwendet werden kann. Aufgrund seines neutralen Geschmacks und seines hohen Rauchpunkts wird es hĂ€ufig beim Backen verwendet, um den Geschmack und die Konsistenz von Backwaren zu verbessern. Aufgrund seines Gehalts an ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren und Vitamin E wird Sonnenblumenöl auch in Hautpflegeprodukten verwendet, da es weichmachend, feuchtigkeitsspendend und entzĂŒndungshemmend wirkt und vor UV-SchĂ€den schĂŒtzt.
Rapsöl (auch bekannt als Canolaöl) ist geschmacksneutral und bleibt auch bei kĂŒhleren Temperaturen flieĂfĂ€hig. Wegen seines neutralen Geschmacks und seiner hellen Farbe ist es ein hĂ€ufiger Bestandteil von Mayonnaise und verleiht dieser eine cremige Konsistenz. Wegen seines neutralen Geschmacks und seines hohen Rauchpunkts wird Rapsöl auch zur Herstellung von frittierten Lebensmitteln und knusprigen Snacks wie Pommes frites und Popcorn verwendet.âŻ
Kokosnussöl wird hĂ€ufig in Lebensmitteln verwendet, weil es einen leichten Kokosgeschmack und -geruch verleiht und auch bei hohen Temperaturen stabil bleibt. Aufgrund seines hohen Gehalts an gesĂ€ttigten FettsĂ€uren ist es bei Raumtemperatur ein Feststoff, schmilzt jedoch bei etwa 24 °C. Aus diesem Grund wird Kokosnussöl fĂŒr die Verwendung in wĂ€rmeren Klimazonen hĂ€ufig hydriert, wodurch sein Schmelzpunkt auf 36-40 °C angehoben wird. Kokosnussöl wird vor allem beim veganen Backen bevorzugt, da es als Butterersatz dienen kann. Es wird auch in der Kosmetikindustrie verwendet, insbesondere fĂŒr Feuchtigkeitscremes fĂŒr Haare und Körper.âŻ
Ăberlegungen zu Lagerung und QualitĂ€t
Haltbarkeitsdauer und ProduktqualitĂ€t sind sehr wichtig. Speiseöle und -fette können gĂ€ren, wĂ€hrend der Lagerung verderben, entweder durch natĂŒrliche Substanzen aus der Ălquelle oder Spuren von Pestiziden verunreinigt oder sogar absichtlich verfĂ€lscht werden.
Diese Produkte können durch Autoxidation ranzig werden, wobei langkettige FettsĂ€uren abgebaut werden und kurzkettige Verbindungen (z. B. ButtersĂ€ure) entstehen. Die Hydrolyse von Fetten und Ălen fördert die Spaltung von Triacylglycerinen in freie FettsĂ€uren (FFA), Mono- und Diacylglycerine. Diese freien FettsĂ€uren können einer zusĂ€tzlichen Autoxidation unterliegen. AuĂerdem fĂŒhrt die Oxidation von Triacylglycerinen zur Bildung von CarbonsĂ€uren mit einem Glycerin-GrundgerĂŒst, was den SĂ€uregehalt des Ăls erhöht [1].
Speiseöle werden durch eine Vielzahl von Verfahren gewonnen, meist durch direkte Extraktionstechniken. Zu den wichtigsten Verfahren gehören das Pressen (Abbildung 1), die Extraktion mit flĂŒchtigen Lösungsmitteln und die Reinigung oder Raffination mit Ă€tzenden Chemikalien (Bleichen).
Bei der Pressung unterscheidet man zwischen âKaltpressungâ und âHeiĂpressungâ, was zu völlig unterschiedlichen Endprodukten fĂŒhrt. Bei der Kaltpressung wird das Ăl bei Raumtemperatur extrahiert. Kaltgepresste Speiseöle mĂŒssen nicht raffiniert werden, da der SĂ€uregehalt relativ gering ist, so dass das Endprodukt nach AusfĂ€llung und Filtration gewonnen wird. Bei der HeiĂpressung werden die Speiseöle, wie der Name schon sagt, bei hohen Temperaturen extrahiert. Dabei steigt der SĂ€uregehalt deutlich an und das Ăl verliert einen GroĂteil seiner natĂŒrlichen Eigenschaften - daher werden heiĂgepresste Ăle raffiniert, um sie genusstauglich zu machen.
Zu den verschiedenen Kategorien von Ălen gehören: natives Ăl, nicht raffiniertes Ăl, raffiniertes Ăl, hydriertes Ăl, umgeestertes Ăl, fraktioniertes Ăl, konfektioniertes Ăl und kĂ€ltebestĂ€ndiges Ăl. Diese werden im Folgenden nĂ€her erlĂ€utert (klicken Sie auf das jeweilige Thema, um es zu aufzuklappen).
Unraffinierte Speiseöle werden durch Schmelzen, Pressen oder Zentrifugieren gewonnen. Diese Verfahren werden in der Regel zur Herstellung von Speiseölen tierischen Ursprungs verwendet. HĂ€ufig wird WĂ€rme zugesetzt oder toleriert. Diese Ăle werden nicht chemisch behandelt und enthalten noch viele wertvolle Bestandteile, die die hohen Temperaturen ĂŒberstanden haben.
Raffinierte Speiseöle werden zusĂ€tzlichen chemischen und/oder mechanischen Behandlungen unterzogen. Sie können zum Beispiel gebleicht, gefiltert, entsĂ€uert und desodoriert werden. Infolgedessen gelten sie im Allgemeinen als nicht besonders gesund und werden weniger fĂŒr den direkten Verzehr als vielmehr fĂŒr industrielle Zwecke in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie verwendet.
GehÀrtete Speiseöle sind Fette, die raffiniert wurden und deren FettsÀuren durch Hydrierung weiter verÀndert wurden. Sie gelten als ungesund und sind insbesondere wegen der bei der Hydrierung entstehenden TransfettsÀuren in die Kritik geraten. Sie können sich negativ auf den Fettstoffwechsel und den Cholesterinspiegel auswirken.
Umgeesterte Speiseöle sind raffinierte Speiseöle (oder deren Mischungen), die unter dem zusÀtzlichen Einfluss von Katalysatoren hergestellt werden. Dadurch verÀndern sich die Anordnung der FettsÀuren und das Schmelzverhalten.
Fraktionierte Speiseöle werden aus raffinierten oder unraffinierten Speiseölen durch KĂŒhlung und anschlieĂende Abtrennung des Stearins von den ölhaltigen Bestandteilen hergestellt. Mit diesem Verfahren lassen sich bestimmte Eigenschaften des Endprodukts erzielen.
Konfektionierte Speiseöle (auch als verarbeitete Speiseöle bezeichnet) werden durch Hydrierung, Umesterung und fraktionierte Destillation oder durch eine Kombination dieser Verfahren hergestellt.
KĂ€ltebestĂ€ndige oder kĂ€ltestabile Speiseöle werden aus raffinierten oder unraffinierten Ălen durch Winterisierung hergestellt. Bei der Winterisierung wird das Ăl abgekĂŒhlt und die ausfallenden Fraktionen werden gefiltert. Das gefilterte Produkt kann dann bei niedrigen Temperaturen gelagert werden, ohne dass es ausflockt.
Kurz gesagt, je stĂ€rker das Speiseöl verarbeitet ist, desto schlechter ist seine QualitĂ€t. Die QualitĂ€t von Speiseöl kann und sollte anhand verschiedener Testparameter ĂŒberprĂŒft und analysiert werden.
Die PrĂŒfung der QualitĂ€t von Speiseölen erfordert genaue, reproduzierbare und einfache Analysemethoden, die menschliche Fehler minimieren.
Es gibt mehrere gut etablierte Methoden. Zu den bekanntesten absoluten Methoden gehören die Titration oder die StabilitÀtsmessung, und zu den bekanntesten relativen Methoden gehört die Nah-Infrarot Spektroskopie.
In den folgenden Abschnitten werden verschiedene Methoden zur PrĂŒfung der SpeiseölqualitĂ€t beschrieben.
Die Titration ist eine absolute und universelle Methode, die quantitative Ergebnisse liefert, ohne dass eine gerĂ€te- oder anwendungsspezifische Kalibrierung erforderlich ist. Als quantitative Methode wird die Titration in der Regel als primĂ€re Referenzmethode fĂŒr andere Analysetechniken wie die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) verwendet.
Im Kern basiert die Titration auf dem "ZĂ€hlen" von Ionen oder MolekĂŒlen in einer Probe. Ein Titrator kann fĂŒr die Bestimmung einer Vielzahl von Analyten ausgerĂŒstet werden, von anorganischen Ionen bis hin zu komplexen MolekĂŒlen. Die Abweichung der Reproduzierbarkeit betrĂ€gt in der Regel weniger als 1 %, und die Leistung des Titrationssystems kann durch die Automatisierung der FlĂŒssigkeitshandhabung oder der Probenvorbereitung weiter verbessert werden.
Was sind die chemischen Voraussetzungen fĂŒr eine erfolgreiche Titration? ZunĂ€chst basiert jede Titration auf einer quantitativen chemischen Reaktion zwischen der Probe (d. h. dem Analyten) und der Reagenzlösung (d. h. dem Titriermittel). Um die Menge des Analyten in der Probe zu berechnen, muss die Stöchiometrie dieser chemischen Reaktion bekannt sein. Daher muss die Probe vollstĂ€ndig in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst sein. Es muss eine geeignete Nachweismethode vorhanden sein, um den Verlauf der chemischen Reaktion zu verfolgen.
Erfahren Sie mehr ĂŒber die Titration in unserem entsprechenden Blog-Artikel.
Ranzig werden ist der Prozess, durch den Ăle und Fette teilweise oder vollstĂ€ndig oxidiert werden, nachdem sie Feuchtigkeit, Luft oder sogar Licht ausgesetzt wurden. Auch wenn es nicht immer so offensichtlich ist, können Lebensmittel ranzig werden, lange bevor sie alt werden.
Die Methode zur Bestimmung der OxidationsstabilitÀt von Speiseölen ist auch als Rancimat-Methode bekannt. Sie beruht auf einem einfachen Prinzip der Reaktionskinetik, wonach die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion (in diesem Fall die Oxidation von FettsÀuren) durch Erhöhung der Temperatur beschleunigt werden kann.
WĂ€hrend der Bestimmung wird ein Luftstrom bei konstanter Temperatur durch die Probe geleitet. Die entstehenden Oxidationsprodukte werden durch den Luftstrom in ein MessgefÀà geleitet und dort durch die LeitfĂ€higkeitsĂ€nderung einer Absorptionslösung nachgewiesen. Die Auswertung erfolgt ĂŒber die sogenannte Induktionszeit. Diese kann fĂŒr Vergleiche, z. B. bei Langzeit- oder Lagertests, herangezogen werden. Letztlich gibt sie Auskunft ĂŒber die OxidationsstabilitĂ€t und QualitĂ€t eines Speiseöls.
Es gibt drei grundsÀtzliche Rancimat-Methoden: die direkte Messung (am hÀufigsten bei Speiseölen), die indirekte Messung (z.B. durch Kaltextraktion, am hÀufigsten bei bereits zu Lebensmitteln verarbeiteten Speiseölen) und die PEG-Methode (zur Bestimmung des Antioxidantiengehalts oder bei Proben mit geringem Fett- oder hohem Wassergehalt).
Weitere Informationen zur Bestimmung der OxidationsstabilitÀt von Speiseölen mit dem Rancimaten lesen Sie in unserem Blogartikel.
Gaschromatographie
Die Gaschromatographie (GC) wird zur Bestimmung der FettsÀurezusammensetzung von Speiseölen nach der Veresterung der FettsÀuren zu den entsprechenden FettsÀuremethylestern (FAMEs) eingesetzt.
Bei der GC werden verschiedene Verbindungen in einem Gemisch getrennt, indem eine flĂŒssige oder gasförmige Probe in eine mobile Phase (inertes TrĂ€gergas) injiziert wird, die die flĂŒchtigen Substanzen im Gasstrom an einer stationĂ€ren Phase mit Adsorptionsmittel vorbeifĂŒhrt. Die Analyten haben unterschiedliche AffinitĂ€ten fĂŒr die stationĂ€re Phase und werden vor dem Nachweis getrennt, dieser erfolgt hĂ€ufig durch Massenspektrometrie (MS) oder andere Techniken.
Oxidationsindikatoren bei bestimmten UV-WellenlÀngen
Die UV/VIS-Spektroskopie wird verwendet, um die Absorptionsspektren einer festen oder gelösten Verbindung zu bestimmen. Der UV/VIS-Bereich umfasst den WellenlÀngenbereich von 200-800 nm. Jede Art von Speiseöl hat einzigartige Absorptionseigenschaften im WellenlÀngenbereich von 350-700 nm. Daher kann der UV-visuelle Bereich zur Anzeige und Unterscheidung verschiedener Speiseöle verwendet werden.
VerĂ€nderungen der Adsorption im UV-Bereich werden als QualitĂ€ts-, Reinheits- und Echtheitskriterien fĂŒr Fette und Ăle verwendet.
Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist eine schnelle und zuverlĂ€ssige Methode zur Messung chemischer und physikalischer Eigenschaften in Feststoffen und FlĂŒssigkeiten. NIR-Spektrometer messen die Absorption von Licht aus einer Probe bei verschiedenen WellenlĂ€ngen im NIR-Bereich (780-2500 nm).
Lesen Sie unseren Blog-Artikel, um mehr ĂŒber die NIR-Spektroskopie zu erfahren.
Als sekundĂ€re Technik erfordert die NIRS, dass zunĂ€chst ein Vorhersagemodell erstellt wird. Dazu mĂŒssen mehrere Spektren mit bekannten Konzentrationen oder bekannten Parameterwerten gemessen werden, die mit einer PrimĂ€rmethode wie der Titration gewonnen wurden. Aus diesen Spektren wird mit Hilfe einer chemometrischen Software ein Vorhersagemodell erstellt. Dann kann die Routineanalyse der Proben beginnen.
Wie helfen Vorkalibrierungen bei der schnellen EinfĂŒhrung der NIR-Spektroskopie? Erfahren Sie mehr in diesem Blog-Artikel..
Die NIR-Spektroskopie ist eine zerstörungsfreie Technik und kann verschiedene Parameter in Sekundenschnelle ohne Probenvorbereitung vorhersagen. DarĂŒber hinaus ist sie umweltfreundlich, da keine Lösungsmittel oder Reagenzien verwendet werden.
Diese Technik ist besonders empfindlich fĂŒr das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen wie -CH, -NH, -OH und -SH. Daher ist NIRS eine ideale Methode zur Quantifizierung chemischer Parameter in Speiseölen, wie z. B. Wassergehalt, Jodzahl, SĂ€urezahl und mehr.
Erfahren Sie mehr ĂŒber den Einsatz von NIRS bei der QualitĂ€tskontrolle von Palmöl in unserem Blogbeitrag und in dem unten stehenden Video.
Screening und QualitÀtskontrolle von Palmöl mittels NIR-Spektroskopie
Speiseöl-Analyseparameter
Zur Beurteilung der QualitÀt und Eigenschaften von Speiseölen werden verschiedene Parameter herangezogen. Diese beinhalten Wassergehalt (Feuchtigkeitsgehalt), OxidationsstabilitÀt, Jodwert, Peroxidwert, Verseifungszahl, SÀurezahl und freie FettsÀuren, FettsÀurezusammensetzung, Hydroxylwert, Oxidationsindikatoren, Brechungsindex und mehr.
Wassergehalt
Der Wasser- oder Feuchtigkeitsgehalt ist ein MaĂ fĂŒr die in einer Probe enthaltene Wassermenge. Dieser Parameter wird in verschiedenen Bereichen verwendet und in % ausgedrĂŒckt, die von 0 (völlig trocken) bis 100 (reines Wasser) reichen können. Er kann auf volumetrischer oder gravimetrischer (Masse) Basis angegeben werden. Die Analyse des Feuchtigkeitsgehalts ist eine der am hĂ€ufigsten durchgefĂŒhrten Laborbestimmungen.
Der Feuchtigkeitsgehalt von Speiseölen muss in einem engen Bereich gehalten werden, um Verderb durch Bakterien und Pilze zu vermeiden. Bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,05 % bis 0,3 % besteht die Gefahr, dass diese Produkte ranzig werden. Die meisten Vorschriften legen fĂŒr Speiseöle einen maximal zulĂ€ssigen Feuchtigkeitsgehalt von 0,2 % fest. Butter hingegen kann bis zu 16 % Wasser enthalten.
Neben der Ofentrocknung oder der radiometrischen Methode wird hĂ€ufig die Karl-Fischer-Titration zur Messung des Wassergehalts in verschiedenen Produkten eingesetzt. Die coulometrische Karl-Fischer-Titration ist wegen des geringen Wassergehalts reiner Ăle und Fette die bevorzugte Methode fĂŒr diese Analyse. FĂŒr streichfĂ€hige Fette wie Butter und Margarine mit höherem Wassergehalt wird die volumetrische Karl-Fischer-Titration empfohlen. Eine weitere beliebte Methode zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts ist die NIR-Spektroskopie, da sie Ă€uĂerst empfindlich auf die funktionelle Gruppe -OH reagiert.
- Klicken Sie hier fĂŒr verwandte Wassergehaltsapplikationen
OxidationsstabilitÀt
Die Oxidation von FettsĂ€uren ist die Ursache fĂŒr eine erhebliche Verschlechterung der chemischen, sensorischen und ernĂ€hrungsphysiologischen Eigenschaften von Speiseölen. Die oxidative Ranzigkeit beruht auf dem Prinzip der Reaktionskinetik, wonach die Oxidationsgeschwindigkeit von FettsĂ€uren durch Erhöhung der Temperatur beschleunigt werden kann. Das bedeutet, dass die Zersetzung des Produkts - in AbhĂ€ngigkeit von Zeit, Temperatur und Luft - in wenigen Minuten bis Stunden nachvollzogen werden kann, was wertvolle Informationen fĂŒr Speiseölhersteller liefert. Die Bewertung erfolgt auf der Grundlage der Induktionszeit.
Der Parameter OxidationsstabilitĂ€t gibt Aufschluss ĂŒber die Frische eines Speiseöls. Frische Ăle und Fette enthalten mehr Antioxidantien und bieten eine höhere StabilitĂ€t gegenĂŒber erhöhten Temperaturen und Sauerstoff. Die Rancimat-Methode, die hĂ€ufig zur Bestimmung der OxidationsstabilitĂ€t von Ălen verwendet wird, kann auch zum Vergleich verschiedener Chargen desselben Produkts eingesetzt werden. So lassen sich QualitĂ€tsunterschiede frĂŒhzeitig erkennen. Die Induktionszeit kann auch mit NIRS gemessen werden [2].
Die direkte Messung mit dem Rancimaten wird hauptsĂ€chlich fĂŒr Speiseöle verwendet. Die Probe wird einem Luftstrom bei einer konstanten Temperatur ausgesetzt, die typischerweise zwischen 100 °C und 180 °C liegt. LeichtflĂŒchtige sekundĂ€re Oxidationsprodukte werden mit dem Luftstrom in das MessgefĂ€Ă ĂŒberfĂŒhrt, wo sie in der Messlösung absorbiert werden. Die LeitfĂ€higkeit der Messlösung wird kontinuierlich erfasst. Durch die Bildung von sekundĂ€ren Oxidationsprodukten erhöht sich die LeitfĂ€higkeit der Lösung. Die Zeit bis zum Auftreten dieses deutlichen LeitfĂ€higkeitsanstiegs wird als Induktionszeit bezeichnet - ein guter Indikator fĂŒr die OxidationsstabilitĂ€t.
Probe | Induktionszeit (in Stunden) |
---|---|
Maisöl | 4â6 |
Haselnussfett | 10â12 |
Haselnussöl | 7â11 |
Schmalz | 1â3 |
Leinsamenöl | 0,5â2 |
Margarine | 2â6 |
Olivenöl | 6â11 |
Palmöl | 7â12 |
Erdnussfett | 9â10 |
Erdnussöl | 3â15 |
KĂŒrbiskernöl | 6â8 |
Rapsöl | 3â5 |
Distelöl | 1â2 |
Sesamöl | 4â6 |
Sojaöl | 1â7 |
Sonnenblumenöl | 1â4 |
Talg | 3â8 |
Die Bestimmung der OxidationsstabilitÀt von Speiseölen ist auch mit Hilfe der NIR-Spektroskopie möglich. Als Referenzwerte werden Daten aus Rancimat-Messungen als primÀre Methode verwendet. Die berechneten Werte aus NIR-Messungen der gleichen Proben zeigen eine gute Korrelation (R2 = 0,973), wie in der Korrelationskurve in Abbildung 2 dargestellt.
- Klicken Sie hier fĂŒr verwandte Applikationen der OxidationsstabilitĂ€t
Jodwert/-zahl
Jod reagiert mit den Doppelbindungen in ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren. Die Jodzahl ist ein Summenparameter, der Auskunft ĂŒber den Grad der UngesĂ€ttigtheit von Ălen und Fetten gibt, ausgedrĂŒckt in Gramm Jod pro 100 Gramm Ăl.
UngesĂ€ttigte FettsĂ€uren gehören zu den gesĂŒnderen FettsĂ€uren. Sie sind auch entscheidend fĂŒr die Haltbarkeit von Speiseölen, da die Oxidation an diesen Doppelbindungen stattfindet.
Typische Werte fĂŒr die Jodzahl in verschiedenen Speiseölen sind in Tabelle 3 angegeben.
Probe | Jodzahl (g Jod/100 g Probe) |
---|---|
Palmkernöl | 12â14 |
Talg | 35â45 |
Olivenöl | 79â92 |
Sonnenblumenöl | 109â120 |
Leinsamenöl | 170â190 |
Die Jodzahl kann bestimmt werden, indem eine bekannte Menge des Speiseöls nach Zugabe von Hilfslösungen mit einer Standardlösung von Natriumthiosulfat titriert wird. Das Volumen des verbrauchten Titriermittels wird aufgezeichnet.
Die Jodzahl kann auch aus dem FettsĂ€ure-NIR-Spektrum berechnet werden. Da auch andere Stoffe (z.B. Carotinoide, Aldehyde, Ketone) mit Jod reagieren, wie es bei kaltgepressten Ălen der Fall ist, muss die berechnete Jodzahl von der chemisch bestimmten unterschieden werden. Aus diesem Grund muss die primĂ€re Methode, mit der die Jodzahl bestimmt wurde, angegeben werden. Die auĂergewöhnliche Korrelation (R2 = 0,999) zwischen Laborwerten und NIR-Werten ist in Abbildung 3 dargestellt.
- Klicken Sie hier fĂŒr verwandte Jodwertapplikationen
Die Peroxidzahl ist ein MaĂ fĂŒr den Gehalt an Peroxidverbindungen in Speiseölen, ausgedrĂŒckt in meq O2 pro Kilogramm Ăl. Peroxide in Speiseölen können durch die Oxidation von ungesĂ€ttigten FettsĂ€uren mit Sauerstoff entstehen. Der Peroxidwert wird durch die Lagerbedingungen beeinflusst und steigt mit dem Alter des Produkts, der Lichteinwirkung oder erhöhten Temperaturen an. Daher kann dieser Parameter verwendet werden, um das Alter und die QualitĂ€t eines Speiseöls zu bestimmen.
Die Bestimmung der Peroxidzahl kann durch Titration einer bekannten Menge Speiseöl nach Zugabe von Hilfslösungen mit einer Standardlösung von Natriumthiosulfat erfolgen. Das Volumen des verbrauchten Titriermittels wird aufgezeichnet.
Der Peroxidwert kann in Speiseölen auch durch NIR-Spektroskopie gemessen werden. Abbildung 4 zeigt eine Korrelationskurve zwischen den durch Titration und NIRS bestimmten Peroxidwerten (R2 = 0,889). Eine Liste typischer Werte fĂŒr die Peroxidzahl in Speiseölen findet sich in Tabelle 4.
Probe | Peroxidzahl (meq O2/kg Probe) |
---|---|
Palmöl | 0â6 |
Sesamöl | 1â8 |
Olivenöl (nativ) | Max. 20 |
Sonnenblumenöl | 6â16 |
Kokosnussöl | 0â12 |
- Klicken Sie hier fĂŒr verwandte Peroxidwertapplikationen
Verseifungszahl
Der Verseifungswert ist ein MaĂ fĂŒr die gebundenen und freien FettsĂ€uren in einem Gramm Fett. Sie wird in Milligramm Kaliumhydroxid pro Gramm Ăl angegeben. Die Verseifungszahl enthĂ€lt Informationen ĂŒber das durchschnittliche Molekulargewicht aller in der Probe vorhandenen FettsĂ€uren. Je höher die Verseifungszahl ist, desto geringer ist das Molekulargewicht aller FettsĂ€uren.
Dieser Parameter ist eine wichtige Kennzahl bei der chemischen Charakterisierung von Fetten und Ălen. Er wird hauptsĂ€chlich zur ReinheitsprĂŒfung und QualitĂ€tskontrolle verwendet, da er Speiseöle identifiziert.
FĂŒr die Bestimmung wird eine bekannte Menge Speiseöl oder -fett mit ethanolischem Kaliumhydroxid unter RĂŒckfluss gekocht. Das ĂŒberschĂŒssige, nicht verwendete Kaliumhydroxid wird mit einer standardisierten SĂ€ure zurĂŒcktitriert. Das Volumen des verbrauchten Titriermittels wird aufgezeichnet.
Probe | Verseifungszahl (mg KOH/g Probe) |
---|---|
Rizinusöl | 186â203 |
Kakaobutter | 194â196 |
Gereinigte Butter | 218â235 |
Sonnenblumenöl | 189â195 |
Kokosnussöl | 248â265 |
Schmalz | 192â203 |
Palmöl | 190â209 |
Palmkernöl | 230â254 |
Rapsöl | 168â181 |
Olivenöl | 184â196 |
- Klicken Sie hier fĂŒr verwandte Applikationen im Bereich der Verseifungszahl.
SÀurewert/-zahl und freie FettsÀuren (FFA)
Die SĂ€urezahl ist ein MaĂ fĂŒr den Gehalt an freien FettsĂ€uren in Speiseöl, ausgedrĂŒckt in Milligramm Kaliumhydroxid pro Gramm Ăl. Freie FettsĂ€uren (FFA, ausgedrĂŒckt in %) sind nicht an Glycerin im Ăl gebunden und entstehen durch Hydrolyse von Triglyceriden wĂ€hrend der Ălextraktion, Raffination oder Lagerung.
Die SĂ€urezahl und der FFA-Gehalt wirken sich auf Geschmack, Geruch und Haltbarkeit von Speiseölen aus und geben daher Hinweise auf Frische, QualitĂ€t und StabilitĂ€t. Eine hohe SĂ€urezahl und ein hoher FFA-Gehalt können auf schlechte Extraktions-, Raffinations- oder Lagerbedingungen oder auf eine VerfĂ€lschung durch minderwertige Ăle hinweisen. DarĂŒber hinaus wird der Gehalt an freien FettsĂ€uren zur ReinheitsprĂŒfung verwendet und lĂ€sst in bestimmten FĂ€llen RĂŒckschlĂŒsse auf die Vorbehandlung oder vermutete Zersetzungsreaktionen zu.
Die Bestimmung der SĂ€urezahl erfolgt durch Titration einer bekannten Menge Speiseöl mit einer standardisierten Laugenlösung. Das Volumen des verbrauchten Titriermittels wird aufgezeichnet. Die Analyse der freien FettsĂ€uren kann durch Multiplikation der SĂ€urezahl mit einem Faktor erfolgen, der vom Molekulargewicht der vorherrschenden FettsĂ€ure im Ăl abhĂ€ngt (z. B. LaurinsĂ€ure, PalmitinsĂ€ure, ErucasĂ€ure oder ĂlsĂ€ure).
Die Analyse der freien FettsĂ€uren kann auch mittels NIRS durchgefĂŒhrt werden. Wie in Abbildung 5 dargestellt, korrelieren die Laborwerte (Referenz) recht gut mit den durch NIR-Spektroskopie berechneten Werten (R2 = 0,946).
Typische Werte fĂŒr die SĂ€urezahl und den Gehalt an freien FettsĂ€uren in verschiedenen Speiseölen sind in Tabelle 6 aufgefĂŒhrt.
Probe | SÀurewert/-zahl (mg KOH/g Probe) | Freie FettsÀuren (%) |
---|---|---|
Olivenöl (nativ) | 0,8â2 | Max. 0,8 |
Rapsöl (Canolaöl) | 0,071â0,073 | 0,04â0,06 |
Sojaöl | 0,60â0,61 | 0,030â0,040 |
- Klicken Sie hier fĂŒr zugehörige Applikationen zur SĂ€urezahl und freien FettsĂ€uren (FFA)
FettsÀurezusammensetzung
Die FettsĂ€urezusammensetzung (FA) beschreibt die Zusammensetzung und den Gehalt (in %) an FettsĂ€uren in Speiseölen (z. B. LinolsĂ€ure / C18:2n-6 und LinolensĂ€ure / C18:3n-3). Dies ist ein wichtiger Parameter, der gemessen werden muss, da es sich hierbei um essenzielle FettsĂ€uren handelt, die vom Körper nicht synthetisiert werden können und daher ĂŒber die Nahrung aufgenommen werden mĂŒssen.
Die FettsĂ€urezusammensetzung von Speiseölen kann durch Kapillar-GC-Analyse der Methylester bestimmt werden, die durch Umesterung der Ăle mit Kaliumhydroxid in Methanol bei Raumtemperatur gewonnen werden [3].
Mit der NIR-Spektroskopie lĂ€sst sich die FettsĂ€urezusammensetzung einfacher und in Sekundenschnelle ohne Probenvorbereitung oder chemische Reagenzien messen. Die NIRS-Korrelation zwischen den berechneten Werten und den Referenzwerten fĂŒr die FettsĂ€urezusammensetzung in Speiseölen ist ausgezeichnet (R2 = 0,958-0,999), wie in Abbildung 6 dargestellt.
AuĂerdem kann die FettsĂ€urezusammensetzung mit Hilfe der Raman-Spektroskopie bestimmt werden. Die von Raman-Spektrometern gesammelten Spektralinformationen werden fĂŒr die quantitative Analyse der Konzentration verschiedener FettsĂ€uren in Speiseölen verwendet. Ăhnlich wie bei NIRS können Kalibriermodelle unter Verwendung einer primĂ€ren Methode (z. B. GC-MS) fĂŒr Referenzwerte erstellt werden.
Tabelle 7 enthĂ€lt typische Werte fĂŒr verschiedene FettsĂ€uren in unterschiedlichen Speiseölen [4].
Ăl | PalmitinsĂ€ure (16:0) | StearinsĂ€ure (18:0) | ĂlsĂ€ure (18:1) | LinolsĂ€ure (18:2) |
---|---|---|---|---|
Palm | 47 | 4 | 38 | 10 |
Raps | 4 | 1 | 17 | 13 |
Sonnenblume (Lolin) | 6 | 4 | 32 | 56 |
Sesam |
9 | 5 | 45 | 41 |
Oliven |
12 | 2 | 75 | 9 |
- Klicken Sie hier fĂŒr verwandte Applikationen im Bereich FettsĂ€urezusammensetzungen
Hydroxylwert/-zahl
Der Hydroxylwert ist definiert als die Anzahl der Milligramm Kaliumhydroxid, die erforderlich sind, um die EssigsĂ€ure zu neutralisieren, die sich bildet, wenn ein Gramm einer Substanz mit freien Hydroxylgruppen acetyliert wird. Er wird in Milligramm Kaliumhydroxid pro Gramm Ăl angegeben.
Dieser Wert ist wichtig, weil er hilft, die Stöchiometrie eines Systems zu bestimmen. Er kann auch zur Berechnung des Ăquivalentgewichts und, wenn die FunktionalitĂ€t bekannt ist, des Molekulargewichts verwendet werden. Bei Speiseölen wird die Hydroxylzahl in erster Linie als QualitĂ€tsmerkmal verwendet.
Die Bestimmung der Hydroxylzahl erfolgt durch Titration einer bekannten Menge Speiseöl nach Zugabe von Hilfslösungen mit einer standardisierten Alkalilösung. Das Volumen des verbrauchten Titriermittels wird aufgezeichnet. In Tabelle 8 sind zulĂ€ssige Bereiche fĂŒr die Hydroxylzahl in verschiedenen Speiseölen aufgefĂŒhrt.
Probe | Hydroxylzahl (mg KOH/g Probe) |
---|---|
Rizinusöl | 160â168 |
Kokosnussöl | 0â5 |
Palmöl | 60â250 |
Palmkernöl | 265â279 |
Rapsöl | 10â20 |
Olivenöl | 4â12 |
- Klicken Sie hier fĂŒr verwandte Hydroxylzahlapplikationen
Oxidationsindikatoren (K-Werte)
Oxidationsindikatoren (oder K-Werte) sind Absorptionsbanden zwischen WellenlĂ€ngen von 200 nm und 300 nm, die mit Dien- und Triensystemen in Zusammenhang stehen. VerĂ€nderungen der Absorption im UV-Bereich werden als QualitĂ€ts-, Reinheits- und Echtheitskriterien fĂŒr Speisefette und -öle verwendet. So ist beispielsweise eine geringe Absorption zwischen 200 und 300 nm ein Indikator fĂŒr ein hochwertiges natives Olivenöl extra, wĂ€hrend verfĂ€lschte oder raffinierte Ăle in diesem Bereich eine höhere Absorption aufweisen.
Die K-Werte von Speiseölproben werden nach VerdĂŒnnung in Iso-Oktan mit einem UV/VIS-Spektrophotometer bestimmt. Die K-Werte (K232, K266, K270 und K274) fĂŒr drei Olivenölsorten sind in Tabelle 9 angegeben. Es wird deutlich, dass die Oxidationsindikatoren mit zunehmender Verarbeitung des Ăls ansteigen.
QualitÀt des Olivenöls | K232 | K266 | K270 | K274 |
---|---|---|---|---|
Extra nativ (EVOO) | 1,897 | 0,151 | 0,148 | 0,135 |
Nativ(VOO) | 1,436 | 0,240 | 0,248 | 0,223 |
Olivenöl (OO) | 3,000 | 0,640 | 0,832 | 0,458 |
Zusammenfassung
Die QualitĂ€t von Speiseölen kann anhand verschiedener Parameter beurteilt werden. Vor allem der Wassergehalt (Feuchtigkeit), die OxidationsstabilitĂ€t, die Jodzahl, die Peroxidzahl, die Verseifungszahl, die SĂ€urezahl und die freien FettsĂ€uren, die FettsĂ€urezusammensetzung, die Hydroxylzahl und die Oxidationsindikatoren sollten bestimmt werden, um festzustellen, ob ein Speiseöl zum Verzehr geeignet ist oder nicht. Zur Bestimmung dieser Parameter stehen zahlreiche Analysemethoden zur VerfĂŒgung, einschlieĂlich (aber nicht beschrĂ€nkt auf) Titration, StabilitĂ€tsmessung und Spektroskopie (z. B. NIR und Raman).
Referenzen
[1] Sakaino, M.; Sano, T.; Kato, S.; et al. Carboxylic Acids Derived from Triacylglycerols That Contribute to the Increase in Acid Value during the Thermal Oxidation of Oils. Sci Rep 2022, 12 (1), 12460. DOI:10.1038/s41598-022-15627-3
[2] Cayuela SĂĄnchez, J. A.; Moreda, W.; GarcĂa, J. M. Rapid Determination of Olive Oil Oxidative Stability and Its Major Quality Parameters Using Vis/NIR Transmittance Spectroscopy. J. Agric. Food Chem. 2013, 61 (34), 8056â8062. DOI:10.1021/jf4021575
[3] Cert, A.; Moreda, W.; PĂ©rez-Camino, M. C. Methods of Preparation of Fatty Acid Methyl Esters (FAME). Statistical Assessment of the Precision Characteristics from a Collaborative Trial. Grasas y Aceites 2000, 51, 447â456. DOI:10.3989/gya.2000.v51.i6.464
[4] Australian Oilseeds Federation Inc. (AOF). Section 1: Quality Standards, Technical Information & Typical Analysis, 2022.