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Autoren und ZugehörigkeitHintergrund: Ein komplexes Öl, das eine genaue Qualitätskontrolle erfordertAnalytische Herausforderung: Überwachung von Oxidation und Hydrolyse in EchtzeitAnalytische Lösung: Verwendung von CDR FoodLab® für die Bestimmung von Peroxidzahl und Freien FettsäurenErgebnisse: Identifizierung der optimalen BleichbedingungenZusammenfassende Tabelle der analytischen ErgebnisseSchlussfolgerung: Die Rolle des CDR FoodLab® bei der Unterstützung der Optimierung der VeredelungLiteraturnachweise...
Autoren und Zugehörigkeit
Diese Studie wurde von Md Sanaul Huda, Preston Wilson, Niloy Chandra Sarker und Ewumbua Monono durchgeführt, Abteilung für Agrar- und Biosystemtechnik, North Dakota State University, Fargo, ND, USA.
Hintergrund: Ein komplexes Öl, das eine genaue Qualitätskontrolle erfordert
Das durch Destillation gewonnene Maisöl (Distillers Corn Oil, DCO), ein Nebenprodukt der Bioethanolproduktion, enthält einen hohen Gehalt an Carotinoiden und weist eine intensive rot-gelbe Färbung auf. Sein Raffinationsprozess erfordert eine präzise Kontrolle der Pigmententfernung, wobei gleichzeitig wertgebende ernährungsrelevante Verbindungen wie β-Carotin erhalten bleiben müssen. Die Entfärbung stellt eine zentrale Phase dieses Prozesses dar, doch die optimale Kombination aus Menge der Bleicherde, Temperatur und Behandlungszeit war bisher nicht eindeutig definiert.
Um diese Wissenslücke zu schließen, führte die Forschungsgruppe eine systematische Optimierungsstudie unter Anwendung der Response Surface Methodology (RSM) durch und bewertete 15 verschiedene Bleichbedingungen.
Analytische Herausforderung: Überwachung von Oxidation und Hydrolyse in Echtzeit
Zwei Qualitätsparameter waren für die Bewertung der Bleichwirkung entscheidend:
- Die Peroxidzahl (PV), die die Bildung von primären Oxidationsprodukten anzeigt.
- Freie Fettsäuren, die das Ausmaß der hydrolytischen Reaktionen widerspiegeln.
Da zahlreiche Versuchsreihen schnell und konsistent überwacht werden mussten, benötigten die Forscher eine analytische Lösung, die Folgendes gewährleistet:
- hohe Reproduzierbarkeit,
- minimale Probenvorbereitung,
- eine Analysegeschwindigkeit, die mit einer iterativen Versuchsplanung vereinbar ist.
Analytische Lösung: Verwendung von CDR FoodLab® für die Bestimmung von Peroxidzahl und Freien Fettsäuren
In der Studie wurde das CDR FoodLab® zur Quantifizierung von Peroxidzahl und Säuregehalt während aller Bleichversuche eingesetzt. Zu den wichtigsten methodischen Vorteilen, die in der Studie hervorgehoben wurden, gehören:
- Vorgefüllte Einwegküvetten, wodurch die manuelle Handhabung der Reagenzien entfällt.
- Extrem kleine Probenmengen (2,5-5 μL).
- Direkte Zugabe von Öl in die Küvette, ohne Titration oder Lösungsmittelvorbereitung.
- Schnelle enzymatisch-fotometrische Bestimmung, ideal bei wiederholten Messungen.
Die mit dem CDR FoodLab®-System ermittelten Peroxidzahl und Säuregehaltwerte waren entscheidend für die Bewertung der oxidativen Stabilität und die Validierung der optimalen Verarbeitungsparameter.
Ergebnisse: Identifizierung der optimalen Bleichbedingungen
Das RSM-Modell ermittelte eine optimale Bleichbedingung, die ein Gleichgewicht zwischen Farbreduktion, β-Carotin-Erhaltung und oxidativer Stabilität herstellt:
- 1,2 % Bleichton
- 23,2 Minuten
- 99,1 °C
Unter diesen Bedingungen:
- Die PV-Werte blieben innerhalb des typischen Bereichs für raffinierte Speiseöle (5-10 meq O₂/kg).
- Die FFA-Werte blieben nach der Neutralisation stabil.
- Die roten und gelben Farbkomponenten wurden deutlich reduziert, während der Verlust von β-Carotin begrenzt wurde.
Bei allen optimierten Proben lagen die mit CDR FoodLab® gemessenen PV-Werte zwischen 1,7 und 9,4 meq O₂/kg, was eine akzeptable oxidative Stabilität bestätigt.
Zusammenfassende Tabelle der analytischen Ergebnisse
| Parameter | Analytische Methode | Beobachteter Bereich | Auswertung |
|---|---|---|---|
| Peroxidwert (PV) | CDR FoodLab® photometrische Küvetten | 1,7 - 9,4 meq O₂/kg | Bestätigt die effektive Kontrolle der Primäroxidation während des Bleichens |
| Freie Fettsäuren (FFA) | CDR FoodLab® photometrische Küvetten | 1,6 - 1,7 % (nach Neutralisierung) | Zeigt minimalen hydrolytischen Einfluss während des Bleichens an |
| β-Carotin-Reduktion | Spektrophotometrie | 0.2 - 36 % | Optimierung mit dem Ziel, den Nährwert zu erhalten |
| Rote Farbreduktion | Lovibond-Kolorimetrie | 27 - 88 % | Starke Abhängigkeit von der Dosierung des Tons und der Zeit |
| Gelbe Farbreduktion | Lovibond-Kolorimetrie | 0 - 83 % | Komplementäre Entfernung von Gelbpigmenten |
Schlussfolgerung: Die Rolle des CDR FoodLab® bei der Unterstützung der Optimierung der Veredelung
In dieser von Huda, Wilson, Sarker und Monono durchgeführten Studie lieferten die mit dem CDR FoodLab® durchgeführten Messungen schnelle und konsistente Bestimmungen von PV und FFA und trugen zur Überwachung der oxidativen und hydrolytischen Veränderungen während der Bleichversuche bei. Diese Parameter waren wichtig für:
- die Bleicheffizienz zu validieren,
- oxidative Effekte zu bewerten,
- die Prozessvariabilität unter 15 Versuchsbedingungen zu überwachen.
Dieser Fall veranschaulicht, wie praktische Analysewerkzeuge die datengestützte Optimierung der Speiseölraffination unterstützen und wertvolle Erkenntnisse für die Charakterisierung nicht-traditioneller Öle mit hohem Nährwertpotenzial liefern können.
Literaturnachweise
Optimizing Bleaching Process Parameters of Distillers Corn Oil for edible applications using a response surface methodology
Author links open overlay panel: Md Sanaul Huda, Preston Wilson, Niloy Chandra Sarker, Ewumbua Monono
Department of Agricultural and Biosystems Engineering, North Dakota State University, Fargo, ND, USA
Science Direct - www.sciencedirect.com - Received 8 August 2024, Revised 31 October 2024, Accepted 2 November 2024, Available online 3 November 2024, Version of Record 9 November 2024.
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