Extraktion von Lebensmitteln und Bedarfsgegenständen

Extraktion von Lebensmitteln und Bedarfsgegenständen mit Hilfe von überkritischem CO2
3.1.3 Optimierung der Probenvorbereitung
3.1.3.1 Zerkleinerung (Erzeugung repräsentativer Teilproben)
Ziel der Probenvorbereitung ist es, Teilproben zu erhalten, die für die Gesamtprobe
repräsentativ sind. Hierbei muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Verluste von
Substanzen durch Abbauvorgänge so gering wie möglich gehalten werden. Geeignete
Probenvor- und aufbereitungsstrategien sind daher erforderlich.
Da bei der SFE relativ wenig Probemenge pro Versuch eingesetzt wird (z.B. bis zu ca. 3
g bei Verwendung des HP 7680 Extraktors), muß besonders darauf geachtet werden,
daß die eingesetzten Obst- und Gemüseproben gut homogenisiert werden. Bei einigen
Matrizes wie Salaten, Kernobst und Erdbeeren bereitet dies in der Regel keine
Probleme. Bei anderen Proben ist jedoch die Erzielung einer ausreichenden
Homogenität schwieriger. Zum Beispiel werden bei Trauben mit den üblichen Zerkleinerungsmethoden
die Schalen, auf denen sich oberflächlich aufgebrachte Wirkstoffe
zum Großteil befinden, nicht in dem gewünschten Grad zerkleinert, wodurch bei
Gehaltsbestimmungen zwangsläufig hohe statistische (zufällige) Fehler auftreten (vgl.
Kap. 3.1.4.7.1).
Während der Probenvorbereitung (Grob- und Feinzerkleinerung) treten in größerem
oder kleineren Umfang Wirkstoffverluste auf. Durch die Feinzerkleinerung der Probe
wird die Kompartimentierung der Zellen aufgehoben, wodurch Enzyme, die für Abbauvorgänge
verantwortlich sind, freigesetzt werden. Darüber hinaus wird sauerstoffhaltige
Luft in die Matrix eingeschlagen. Verschiedene enzymatische und chemische
Reaktionen (auch Verknüpfungsreaktionen mit Matrixbestandteilen) werden dadurch
ermöglicht oder begünstigt. Zudem kann die bei dem Feinzerkleinerungsprozeß
freigesetzte Wärme zu einer Beschleunigung von Abbauprozessen führen.
Bei den Abbauvorgängen im zerkleinerten Probenmaterial spielen enzymatisch
katalysierten Reaktionen (Oxidationen, Hydrolysen u.a.) eine wichtige Rolle. Um solche
Reaktionen zu vermeiden, muß die Aktivität der Enzyme so weit wie möglich
unterdrückt oder ausgeschaltet werden.
Enzyme sind biochemische Katalysatoren. Ihre Aktivitäten hängen stark von den
vorherrschenden Bedingungen im Reaktionsmedium ab. So zeigen z.B. viele Enzyme
bei Verringerung des verfügbaren Wassers (aw-Wert), z.B. durch Zusatz von Salzen,
einen Aktivitätsrückgang. Oxidasen zeigen in der Regel ein pH-Optimum im neutralen
pH-Bereich. Unterhalb pH=3 werden Phenolasen irreversibel denaturiert. Ähnliches gilt
auch für Temperaturen oberhalb 85°C (Blanchieren). Solch drastische Bedingungen
können aber nicht zum Schutz der Proben vor enzymatischer Oxidation angewendet
werden, ohne die Zersetzung empfindlicher Pestizide befürchten zu müssen.
Desweiteren ist es theoretisch möglich unerwünschte enzymatische Reaktionen z.B.
durch Vergiftung von Enzymen zu unterdrücken (z.B. bei Oxidasen durch
Komplexierung des Kupfers im aktiven Zentrum mit EDTA, Sulfid oder Zitronensäure).
Enzymatische und chemische Oxidationen können z.B. durch Zusatz antioxidativ
wirksamer Stoffe, wie zum Beispiel Ascorbinsäure oder Schwefeldioxid unterdrückt
werden.
Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart, Sitz Fellbach
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