Qualit ätsmanagement
System Prominence-i, RID-20A
Säule Shim-pack SPR-Na (250 mm L x 7,8 mm ID, 8 μm) x 2
Vorsäule Shim-pack SPR-Na (50 mm L x 7,8 mm ID, 8 μm)
Mobile Phase Wasser
Flussrate 0,50 m/min
Säulentemperatur 80 °C
Injektionsvolumen 20 μl
Detektion RID-20A
1/2018 FOOD-Lab 49
stoffe, wie Pektin oder Oligofruktose, sind vor
allem in Obst und Gemüse enthalten und wirken
im Körper als Quellstoff. Sie binden große
Mengen an Wasser und können von Bakterien
im Darm abgebaut werden. Durch ihr großes
Volumen fördern sie außerdem die Verdauung.
Unlösliche Ballaststoffe sind zwar in der
Lage, deutlich mehr Wasser zu binden als die
löslichen, können aber von Bakterien nicht
abgebaut werden. Ihr Volumen ist somit
noch höher. Sie regen vor allem die Darmtätigkeit
an und helfen bei Verstopfung.
Löslichen Ballaststoffen wird zusätzlich eine
wichtige Rolle für den Stoffwechsel zugeschrieben.
Sie sind in der Lage, den Gehalt an
Blutfett zu senken oder Typ-2-Diabetes und
Dickdarmkrebs vorzubeugen und tragen damit
bedeutend zum Erhalt der Gesundheit bei.
Ballaststoffzusätze
in Lebensmitteln
Durch die vielseitigen positiven Effekte von
Ballaststoffen werden diese immer häufiger
auch verarbeiteten Lebensmitteln zugesetzt.
So ist in einigen Nährwerttabellen auf Verpackungen
der Ballaststoffgehalt angegeben,
was in einigen Ländern bereits verpflichtend
ist. Welche Stoffe unter die rechtliche Bezeichnung
„Ballaststoff“ fallen, ist ebenfalls abhängig
von den jeweils geltenden rechtlichen Bedingungen.
So kann der Begriff sowohl Stoffe
aus pflanzlichen Zellwänden, wie Zellulose,
Hemizellulose oder Lignin umfassen, aber auch
tierische Polysaccharide, etwa Chitin und Chitosan
oder pflanzliche Polysaccharide wie Pektin.
Den Ballaststoffgehalt
ermitteln
Ballaststoffe werden in der Regel über enzymatisch
gravimetrische Methoden bestimmt, wie
die Prosky- Methode. Dabei wird die Probe enzymatisch
abgebaut und die Bruchstücke durch
Filtration abgetrennt. Die zurückbleibenden
Ballaststoffe können anschließend gravimetrisch
bestimmt werden. Ein Nachteil dieser
Methode ist allerdings, dass besonders kleinere
Ballaststoffe mit niedrigem Molekulargewicht
nur eine geringe Wiederfindungsrate aufweisen,
zum Beispiel Polydextrose oder Dextrin.
Daher kann zusätzlich zum enzymatisch-gravimetrisch
ermittelten Ballaststoffgehalt die
quantitative Bestimmung per Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie
(HPLC) erfolgen.
Dazu wird die Probe nach der Vorschrift in
Abbildung 1 vorbereitet und anschließend auf
einem Prominence-i HPLC-System mit RID-20A
Brechungsindexdetektor von Shimadzu analysiert.
Die verwendeten analytischen Trennbedingungen
sind in Tabelle 1 angegeben. Die
Analyse von zwei Getränken mit zugesetztem
Dextrin nach diesen Vorschriften ergab die in
Abbildung 2 gezeigten Chromatogramme.
Die vorhandenen Kohlenhydrate konnten
durch den enzymatischen Abbau in Mono-,
Di- und Trisaccharide und größere Verbindungen
getrennt werden. Ab einer Größe
von Trisacchariden wurden diese als Ballaststoffe
zugeordnet. Es zeigt sich, dass die
verwendeten Ligandenaustauschsäulen hervorragend
zur Trennung unterschiedlicher
Kohlenhydratgrößen geeignet sind.
Zur Quantifizierung wird als interner Referenzstandard
Glucose verwendet. Je nach
Matrix oder verwendeten Säulen kann diese
jedoch nicht von den übrigen Verbindungen
abgetrennt werden, sodass in diesem Fall
alternativ auf Glycerin zurückgegriffen werden
kann. Allerdings ist dann mit einer veränderten
analytischen Empfindlichkeit zu
rechnen, und ein zusätzlicher Korrekturfaktor
muss eingeführt werden.
Zusammenfassung
Die Bestimmung von zugesetzten Ballaststoffen
ist für eine korrekte Kennzeichnung
von Lebensmitteln essenziell. Allerdings sind
bestehende enzymatisch-gravimetrische Methoden
wie die Prosky-Methode oft fehlerbelastet
und können daher durch eine HPLCTrennung
mit Brechungsindexdetektion
ergänzt werden. Die vorliegende Methode
konnte dabei erfolgreich für die quantitative
Bestimmung von löslichen Ballaststoffen in
zwei Getränkeproben eingesetzt werden.
Abbildung 1: Schematische Probenvorbereitung
Tabelle 1: Analytische Trennbedingungen
Abbildung 2: Chromatogramme der Ballaststoffbestimmung
in Getränken.