Forscher entwickeln einfachere und kostengünstigere Methode zur Messung des freien Säuregehalts
Die neue Methode erfordert ein Smartphone und weniger Chemikalien als die Standardtechnik und lässt sich möglicherweise auch auf andere kritische Analysen anwenden.
Brasilianische Forscher haben eine neue Methode zur Bestimmung des Gehalts an freien Fettsäuren in Olivenöl und anderen Speiseölen entwickelt.
Die in „Food Chemistry“ veröffligten Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei der Anwendung dieser neuen Technik 90 Prozent weniger Chemikalien verbraucht werden, sie kostengünstiger ist und möglicherweise genauer und einfacher durchzuführen ist.
Dieser Ansatz bedeutet einen Schritt in Richtung der Entwicklung sauberer, schnellerer Methoden, die sowohl für Produzenten als auch für Verbraucher Vorteile bieten.
Die Messung des freien Säuregehalts ist im Olivenölsektor unerlässlich. Die Handelsnormen des Internationalen Olivenölrats (IOC) legen die Obergrenze für den Säuregehalt von nativem Olivenöl extra auf 0,8 Prozent fest. Natives Olivenöl darf einen Säuregehalt von höchstens zwei Prozent aufweisen.
„Olivenöle aus hochwertigen, gut gelagerten Oliven weisen tendenziell einen niedrigeren Säuregehalt auf, verfügen jedoch nicht unbedingt über gute sensorische Eigenschaften“, erklärte Cleiton Antônio Nunes, Mitautor der Studie und Forscher für Lebensmittelwissenschaften an der Bundesuniversität von Lavras in Brasilien, gegenüber Olive Oil Times.
Siehe auch: Die Kategorien von Olivenöl„Ein niedriger Säuregehalt allein ist kein Beweis für die Qualität eines guten Pflanzenöls“, fügte er hinzu. „Der Säuregehalt stellt kein sensorisches Merkmal des Produkts dar, sondern ist vielmehr ein chemischer Indikator.“
Die Forscher machten sich daran, die neue Methode zu validieren und zu verfeinern, indem sie ihre Ergebnisse mit denen verglichen, die bei denselben Speiseölproben mittels volumetrischer alkalischer Titration – der vom IOC verwendeten traditionellen Methode – erzielt wurden. Das Verfahren ist einfach und beinhaltet eine chemische Reaktion mit den Fettsäuren, die den Säuregehalt verursachen.
„Der Abschluss der Reaktion wird durch den Farbwechsel der Mischung von farblos zu rosa nach Zugabe eines Reagenzes angezeigt“, sagte Nunes. „Das bis zum Farbwechsel verbrauchte Volumen dieses Reagenzes wird dann zur Bestimmung der freien Säure verwendet.“
Die herstellte Methode, die in Laboren durchführt wird, daurt typischerweise etwa 20 Minuten pro Probe.
„Der Vorteil der traditionellen Methode ist, dass sie eine geringe analytische Komplexität aufweist, was bedeutet, dass sie weder teure und hochentwickelte Geräte noch eine große Laborstruktur erfordert“, sagte Nunes.
„Andererseits ist die Erfahrung des Analyseten bei der Bestimmung des Zeitpunkts, an dem die Mixtur ihre Farbe ändert, des Endpunkts der Titration und der Reagenzmenge, die zum Erreichen dieses Punkts verbraucht wird, für die Zuverlässigkeit der Analyse von entscheidender Bedeutung“, fügte er hinzu. „Daher ist es wichtig, gut ausgebildete Analytiker zu haben.“
Laut Nunes treibt der erhebliche Bedarf an Chemikalien bei der traditionellen Methode die Kosten in die Höhe und verursacht erhebliche Mengen an chemischen Abfällen, was potenzielle Umweltgefahren mit sich bringt.
Die in der Studie vorgeschlagene alternative Methode verwendet ein Reagenz, das bei der Reaktion mit den freien Säuren des Öls seine Farbe ändert. „Je höher der Gehalt an freien Säuren, desto intensiver ist die resultierende Farbe“, sagte Nunes.
Anschließend werden die gefärbten Lösungen mit einem Smartphone fotografiert, und eine App analysiert die Farbintensität und wandelt sie in numerische Daten um.
„Diese Daten werden dann in mathematische Modelle eingespeist, um den Gehalt an freien Säuren im Öl zu berechnen, wobei die digitale Bildkolorimetrie als grundlegende Methodik zum Einsatz kommt“, sagte Nunes.
Die digitale Bildkolorimetrie ist eine analytische Technik, die numerische Farbinformationen aus digitalen Bildern ableitet. Diese Informationen können dann über mathematische Modelle mit bestimmten Zielgrößen in Beziehung gesetzt werden.
Siehe auch: Forscher entwickeln vereinfachte Methode zur Bestimmung des Polyphenolgehalts von Olivenöl„Im Gegensatz zur Titration, die auf der visuellen Beurteilung durch den Menschen beruht, misst unsere vorgeschlagene Methode die Farbe digital mithilfe einer App und erhöht so die Messgenauigkeit“, sagte Nunes.
Im Vergleich zu den Ergebnissen der traditionellen Methode zeigten die Ergebnisse des neuen Ansatzes eine hervorragende Übereinstimmung. „Wir stellten eine bemerkenswerte Korrelation zwischen den Daten fest, die mit der digitalen Bildfarbmessmethode gewonnen wurden, und denen aus der titrimetrischen Analyse“, sagte Nunes.
„Die Menge an Proben und Reagenzien, die bei der von uns entwickelten Methode benötigt wird, ist etwa 90 Prozent geringer als bei der traditionellen Methode, aber wir glauben, dass es möglich ist, sie noch weiter zu reduzieren“, fügte er hinzu.
Die neue Studie legt den Grundstein für die Entwicklung einer praktischen Anwendung. „Unser Ziel ist es, Analysen zu optimieren, indem wir eine Smartphone-Kamera und Apps zur Erfassung und Verarbeitung von Farbdaten nutzen“, sagte Nunes und betonte, dass eine minimale Laborinfrastruktur und ein qualifizierter Analytiker nach wie vor Voraussetzungen für die Probenvorbereitung und die Auswertung der Ergebnisse seien.
Nunes sieht die Möglichkeit, in Kürze ein benutzerfreundliches Kit anzubieten, das die notwendigen Reagenzien enthält, damit Analytiker Tests durchführen und die Ergebnisse über eine spezielle App abrufen können.
Das Forschungsteam hat digitale bildbasierte kolorimetrische Techniken auch auf andere wichtige Analysen von Olivenöl und anderen Speiseölen angewendet, beispielsweise zur Bestimmung der Peroxidwerte.
Nunes wies auf die Bedeutung solcher Werte für die Bewertung der Ölqualität und der Reife von Oliven, Bananen und anderen Früchten hin.
„Dieser Ansatz [im Zusammenhang mit der digitalen Bildfarbmessung] bedeutet einen Schritt in Richtung der Entwicklung sauberer, schnellerer Methoden, die sowohl für Produzenten als auch für Verbraucher Vorteile bieten“, sagte Nunes
Zukünftige Forschungsarbeiten zielen darauf ab, die Robustheit der neuen Methode zur Messung des Gehalts an freien Säuren unter verschiedenen Bedingungen zu bewerten, einschließlich unterschiedlicher Smartphone-Marken, Einstellungen und Kameraqualitäten.
„Bei einigen auf der Farbmessung digitaler Bilder basierenden Methoden könnte die Entwicklung einer speziellen App die Analysen vereinfachen und weiter automatisieren“, sagte Nunes. „Die Zusammenarbeit mit interdisziplinären Teams wäre entscheidend für die Erstellung eines qualitativ hochwertigen Endprodukts.“