DE3235481A1

DE3235481A1 - Pruefungsausruestung und verfahren zur bestimmung der menge alkalischer substanzen in fett

Info

Publication number: DE3235481A1
Application number: DE19823235481
Authority: DE
Inventors: Michael Mark 08840 Metuchen N.J. Blumenthal; Jerry Ronald 11793 Wantagh N.Y. Stockler
Original assignee: Oil Process Systems Inc
Current assignee: Oil Process Systems Inc
Priority date: 1981-09-25
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1983-04-07
Also published as: FR2513765A1; GB2107055B; AU8816982A; FR2513765B1; JPS5866848A; CA1186202A; GB2107055A; AU559828B2; US4349353A

Description

20 Prüfausrüstung und Verfahren zur Bestimmung der Menge alkalischer Substanzen in Fett

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Zusammen-25 Setzung für.die Bestimmung von Verunreinigungen in Fetten und Ölen und insbesondere ein leicht anwendbares, billiges Verfahren und eine dafür geeignete Zusammensetzung für die Bewertung der Qualität von Fetten und Ülen, und zwar insbesondere hinsichtlich des Gehalts an Seife und anderen 30 alkalischen Substanzen.

Einer der Faktoren, "die die. Qualität von gebrauchten Bratbzw. Backfetten und -ülen in bezug auf deren Eignung zum Braten bzw. Backen bestimmen, ist die Menge von alkalischen 35 Substanzen einschließlich Seifen, die anfäriRi ich vorhemd«·η waren und sich während des Hratena in dem Fett oder Ul ansammelten. Die Brateigenschaften des Fettes oder Öls sind normalerweise um s,o schlechter, je i%ehr alkalische

B/26

Dresdner Bank (München) Kto. 3939844

Bayer. Veroinsbank (München) Klo. 508941

Postscheck (München! KtO 6/0 43 B04

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Substanzen in dem Fett oder Öl enthalten sind. In einer Gaststätte oder einem Schnellrestaurant ist es jedoch schwierig, die Qualität des gebrauchten ßratöls an Ort und Stelle anders zu bewerten als durch eine bloße Betrachtung seiner Farbe, eine Wahrnehmung seines Geruches und/oder eine Beobachtung seiner Brateigenschaften.

Die American Oil Chemists' Society (A.O.C.S.) hat für die Bewertung der Qualität von frisch raffiniertem Koch- bzw.

HJ Speiseöl einschließlich der Feststellung der Menge der in dem frischen ill enthaltenen "Seifen" bestimmte Standardverfahren aufgestellt bzw. entwickelt. Gegenwärtig wird die Menge von in frisch raffiniertem Fett und Öl enthaltenen Seifen durch Verfahren bestimmt, die relativ kompliziert

¹^ sind und für die eine umfangreiche Ausrüstung bzw. Apparatur und eine geschulte Bedienungsperson benötigt werden. . Bei dem empfohlenen Verfahren gemäß A.O.C.S. Recommended Practice Cc 17-7 9 ist beispielsweise eine Titration erforderlich, um die Menge von Seifen in dem frischen Öl zu

^O bestimmen. Bei diesem Verfahren werden folglich eine Ausrüstung und Lösungen benötigt, mit denen Gaststätten und Schnellrestaurants normalerweise nicht ausgestattet sind. Außerdem wird das Verfahren für die Anwendung auf gebrauchte Koch- bzw. Speiseöle nicht empfohlen.

Von anderer Seite sind Standardverfahren für die Bestimmung der Qualitätseigenschaften von gebrauchten Speiseölen entwickelt worden, bei denen unter anderem der Gehalt an freien Fettsäuren, die Farbe und der Geruch usw. festgestellt 30

werden. Die Bestimmung der in gebrauchtem Speiseöl enthaltenen Mengen alkalischer Substanzen ist zwar bekannt, jedoch bestand bis vor kurzem weder im industriellen Maßstab noch im Bereich von Gaststätten oder Schnellrestaurants ein wirkliches Interesse an einer Messung der Menge von "Seifen" in gebrauchtem Koch- bzw. Speiseöl, weil nicht angenommen wurde, daß "Seifen" für die Bestimmung der Qualität des Öls wichtig sind. Außerdem waren solche Einrich-

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tungen nicht mit der für die Durchführung solcher Bestimmungen notwendigen Ausrüstung ausgestattet. Des weiteren sind, soweit dies der Anmelderin bekannt ist, von keiner Seite Standard- oder Prüfverfahren für die Bestimmung der Qualitätseigenschaften gebrauchter Speise- bzw. Bratöle mittels der darin enthaltenen, alkalischen Substanzen einschließlich Seifen entwickelt worden. In der US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 069 2 38 ( eingereicht am 23. August 1979 von Bernard Friedman ) wird darauf hingewiesen, daß festgestellt wurde, daß solche alkalische Substanzen zu dem Verlust erwünschter Koch- bzw. Brateigenschaften in dem gebrauchten Brat- bzw. Speiseöl beitragen. Ein schnelles, einfaches und billiges Verfahren zur Messung der Mengen solcher alkalischer Substanzen in gebrauchtem Speiseöl wäre infolgedessen in hohem Maße erwünscht.

Die Anmelderin hat bei der Durchführung des vorstehend erwähnten, von der A.O.C.S. empfohlenen Verfahrens (A.O.C.S.

Recommended Method) gefunden, daß das empfohlene Verfahren eine Anzahl von Nachteilen aufweist, wenn höhere Konzentrationen alkalischer Substanzen wie z.B. in gebrauchten Fetten vorliegen. Zwei dieser Nachteile sind (1) die Bildung von Emulsionen und (2) eine fehlende Wechselbeziehung zwischen bekannten, hohen Mengen von Seifen in Fetten (die durch Zugabe bekannter Mengen von Seifen zu seifenfreien Fetten hergestellt worden sind) und den für solche Fette durch das A.O.C.S. Recommended Method gefundenen Ergebnissen. Dieses Verfahren wird auch besonders für pflanzliche

Öle empfohlen.

Es wäre demnach auch erwünscht, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch das Seifenkonzentratxonen in verschiedenen Typen von Fetten ohne Rücksicht auf die Herkunft der Fette bestimmt werden können und mit dem höhere Werte der Seifenkonzentration genauer gemessen werden können, wobei diese hohen Werte mit dem Urteil eines Bratküchen-

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chefs, daß ein Fett oder Öl für das Braten nicht langer geeignet ist, in Wechselbeziehung stehen.

Cs wurde festgestellt, daß erfindungsgemäß ein schnelles, b einfaches und billiges Verfahren für die Bestimmung der Menge alkalischer Substanzen in gebrauchtem Speise- bzw. Bratfett zur Verfügung gestellt werden kann. Beim erfin- · dungsgemäßen Verfahren wird eine vorbestimmte Menge einer Prüflösung mit einer vorbestimmten Fettmenge vermischt.

Die Prüflösung enthält einen pH-Indikatorfarbstoff, der in dem pH-Bereich von etwa 2,5 bis etwa 7,0 einen sichtbaren Farbumschlag zeigt, und ein Lösungsmittel, in dem der Farbstoff löslich ist und mit dem das Fett nicht mischbar ist. Der Farbstoff und das Lösungsmittel liegen

!5 in der Prüfiösung in Mengen vor, die wirksam sind, um einen von der Menge der in dem Fett enthaltenen, alkalischen Substanzen, z.B. Seifen, abhängigen, sichtbaren Farbumschlag hervorzurufen. Die Prüflösung hat einen solchen, pH-Wert, daß die Farbe der Prüflösung vor dem Schritt des Vermischens der Farbe entspricht, die der Farbstoff am unteren Ende des Farbumschlagsbereichs für den Farbstoff zeigt. Nach dem Vermischen werden sich das Fett und die Prüflösung in eine Lösungsmittelphase und eine Fettphase trennen gelassen. Die Menge der alkalischen Substanzen in ° dem Fett wird dann aus der in der Lösungsmittelphase entwickelten Farbe bestimmt, indem man die entwickelte Farbe mit einem bekannten Standard vergleicht, was beispielsweise visuell, in einem Kolorimeter oder in einem Spektrophotometer durchgeführt werden kann. Die in der Lösungsmittelphase entwickelte Farbe wird vorzugsweise mit einem Satz von Farben verglichen, der so standardisiert ist, daß jede Farbe einer bestimmten Menge.von Seife und/oder anderen alkalischen Substanzen in der vorbestimmten Fettmenge enspricht. Auf diese Weise kann die Menge-von Seife und/oder anderen alkalischen Substanzen, die in dem Fett· enthalten ist, durch das Personal von Gaststätten und Schnellrestaurants usw. an Ort und Stelle bestimmt werden.

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Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß das Verfahren auch im industriellen Maßstab oder sogar zur Bestimmung der Mengen von Seifen in "frisch raffinierten" Ölen und Fetten, die für Koch- bzw. Bratzwecke vorgesehen sind, angewandt werden kann.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer Prüfausrüstung für die Bestimmung der Menge von Seifen oder anderen alkalischen Substanzen in Fett. Die Prüfausrüstung besteht aus einer Prüflösung und einem Satz von standardisierten Farben. Die Prüflösung ist die gleiche wie die vorstehend beschriebene Prüflösung. Der Satz von Farben ist so standardisiert, daß jede Farbe einer Farbe entspricht, die entwickelt wird, wenn eine vorbestimmte Menge der Prüflösung mit einer vorbestimmten Menge von Fett, das eine bestimmte Menge alkalischer Substanzen enthält, vermischt wird. Die Prüfausrüstung kann auch anderes Gerät für die Durchführung des Verfahrens, beispielsweise Reagenzgläser, Vorratsflaschen, Deckel für die Reagenzgläser, Tropfer beziehungsweise Tropfröhrchen, Schöpflöffel, Reagenzglashalter usw. enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Prüfausrüstung weisen eine Anzahl von Vorteilen auf, durch die _si_e fix_r Gaststätten, Schnellrestaurants und im großen Maßstab durchgeführte ,Oratvorgänge usw. sehr geeignet ge- . macht werden. Das Verfahren und die Prüfausrüstungen sind im Arbeitsbereich bzw. an Ort und Stelle anwendbar. Sie stellen eine Prüflösung in Form eines einzigen Bestandteils

zur Verfügung, bei der kein vorangehendes oder nachherxges Vermischen von Reagenzien durch den Anwender erforderlich ist. Sie führen zu einer schnellen chemischen Reaktion mit bleibenden Ergebnissen, d.h. daß die Farbe über einen relativ langen Zeitraum in der Lösungsmittelphase bleibt, so daß keine sofortige Bestimmung erforderlich ist. Außerdem sind die entwickelten Farben deutlich beziehungsweise klar, was eine schnelle Entscheidung über die Qualität des

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Öls erlaubt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäiiti Prüfausrüstung benötigen außerdem im Vergleich mit dem A.0 .CS .—Verfahren . oder ähnlichen Verfahren sehr kleine Mengen von Fett. Das Verfahren und die Prüfausrüstung sind deshalb für den Inhaber einer Gaststätte oder eines Schnellrestaurants einfach in der Anwendung, und das erfindungsgemäße Verfahren kann durch unerfahrenes Personal bei minimaler Anleitung durchgeführt werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Prüfausrüstung wird ein pH-Indikatorfarbstoff eingesetzt, der in dem pH-Bereich von etwa 2,5 bis etwa 7,0 einen sichtbaren Farbumschlag beziehungsweise eine sichtbace Farbänderung zeigt. Der Farbstoff zeigt vorzugsweise einen Farbumschlag in dem pH-Bereich von etwa 3,0 bis etwa 5,0. Die Auswahl des in der Prüflösung zu verwendenden, besonderen Farbstoffs hängt von der Beschaffenheit des Lösungsmittelssystems und dem vermuteten Ausmaß der Verunreinigung mit alkalischen Substanzen in dem gebrauchten Bratfett oder- öl ab. Der Farbstoff sollte in dem Lösungsmittelsystem löslich sein, nicht mit dem Lösungsmittelsystem oder dem Fett reagieren und nicht durch diese verdrängt werden. Zu Beispielen geeigneter Farbstoffe für die Verwendung im Rahmen der Erfindung gehören die folgenden

2^ Farbstoffe mit dem pH-Bereich des Farbumschlags und dem Farbumschlag, die nachstehend angegeben sind:

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1 Farbstoff

Methylgelb

Bromphenolblau

Kongorot

Methylorange

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pH-Bereich des Farbumschlag

2,9 - 4,0 · 3,0 - 4,6

3.0 - 5,0

3.1 - 4,4

Bromchlorphenolblau 3,2 - 4,8

Bromkresolgrün

Bromkresolpurpur

Chlorphenolrot

3,8 - 5,4 5,2 - 6,8 5,2 - 6,8

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sichtbarer Farbumschlag

rot - gelb gelb - blau (pyrpur) blau - rot rot - gelb gelb - purpur gelb - blau gelb - purpur gelb - rot

Die erfindungsgemäß verwendete Prüflösung enthält eine genügende Menge des Farbstoffs, so daß beim Vermischen einer vorbestimmten Menge der Prüflösung mit einer vorbestimmten Fettmenge in der Lösungsmittelphase eine Farbentwicklung erzielt wird, die ausreicht, um die relative Menge von Seifen und/oder anderen alkalischen Substanzen in dem Fett anzuzeigen. Die Konzentration des Farbstoffs wird so gewählt, daß der Vergleich der in der Prüflösung entwickelten Farbe mit den standardisierten Farben, die den normalerweise in gebrauchtem Fett erwarteten Konzentrationen alkalischer Substanzen entsprechen, einfach gemacht wird. Die Prüflösung enthält typischerweise etwa 0,002 bis etwa 0,015 Gewichtsteile Farbstoff pro 100 Gewichtsteile der Prüflösung. Für den Fall der Verwendung von Bromphenolblau wurde festgestellt, daß etwa-0,004 bis etwa 0,008 Gewichtsteile des Farbstoffs pro 100 Gewichtsteile der Prüflösung einen typischerweise erwünschten Bereich darstellen.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Farbstoff in der Prüflösung in einer Menge enthalten, die dazu ausreicht, daß beim Vermischen der vorbestimmten Menge der Prüflösung mit der vorbestimmten Menge des Fettes, das Seifen und/oder andere alkalische Substanzen in einer Menge enthält, die das Fett für die weitere Verwendung zu Brat- beziehungsweise Kochzwecken ungeeignet macht, eine genügende Farbentwicklung eintritt. Aufgrund der genügenden Farbentwicklung kann eine schnelle und einfache Bestimmung durchgeführt werden, um solches gebrauchtes Fett als unbrauchbar zu verwerfen oder zur Entfernung alkalischer Substanzen zu behandeln.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren und in der erfindungsgemäßen Prüfausrüstung verwendete Prüflösung enthält auch ein Lösungsmittel, in dem der Farbstoff löslich ist und mit dem das Fett nicht mischbar ist. Das Lösungsmittelsystem ist vorzugsweise ein polares, organisches Lösungsmittel und eine wäßrige Flüssigkeit. Ein solches Lösungsmittelsystem enthält Wasser und polares, organisches Lösungsmittel in einem solchen Verhältnis zueinander, daß die alkalischen Substanzen aus dem Fett extrahiert werden und daß ein mit dem Fett nicht mischbares Lösungsmittelsystem gebildet wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, sollte das Lösungsmittelsystem auch weder mit dem Farbstoff reagieren noch den Farbstoff verdrängen beziehungsweise verschieben. Zu Beispielen für geeignete polare, organische Lösungsmittel gehören Aceton, Propylenglykol,. Isopropylalkohol, Ethylalkohol und Mischungen davon.

Das Lösungsmittel liegt in der Prüflösung in Kombination mit dem Farbstoff in einer Menge vor, die wirksam ist, um einen sichtbaren Farbumschlag hervorzurufen, wenn die Prüflösung mit einem gebrauchten Fett vermischt;wird, das eine charakteristische Menge alkalischer Substanzen enthält. Unter einer charakteristischen Menge sind Konzentrationsbereiche alkalischer Substanzen zu verstehen, die in gebrauchtem Brat- beziehungsweise Kochfett typischer-

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weise vorkommen. Die sichtbare Farbe erscheint in der Lösungsmittelphase oberhalb der Fettphase, nachdem sich das Fett abgesetzt hat. Das Lösungsmittel und dor Farbstoff liegen in relativen Mengen vor, die ausreichen, um den am deutlichsten unterscheidbaren Bereich von Farben, die verschiedenen Konzentrationen alkalischer Substanzen in dem gebrauchten Fett entsprechen, zur Verfügung zu stellen. Die relativen Mengen des Lösungsmittels und des Farbstoffs werden typischerweise so gewählt, daß solche Ergebnisse bei erwarteten Konzentrationen alkalischer Substanzen in gebrauchtem Fett erzielt werden. Es ist klar, daß das Lösungsmittel den größten Teil der Prüflösung bis auf den Farbstoff umfaßt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß in der Prüflösung auch andere Materialien enthalten sein können. Beispiele dafür sind Materialien zur Unterdrückung von Schäumen, Materialien zur Verbesserung der Trennung der Fettphase von der Lösungsmittelphase, Materrialien zur Unterdrückung des Hineinlösens unerwünschter Substanzen aus dem Fett in die Lösungsmittelphase und/oder der Rückstand der zur Einstellung des pH-Wertes der Prüflösung verwendeten Materialien, z.B. Rückstände aus Natriumhydroxid- und Chlorwasserstofflösungen.

Der pH-Wert der Prüflösung wird, falls erforderlich, eingestellt, so daß die Farbe der mit der vorbestimmten Fettmenge zu vermischenden Prüflösung der Farbe entspricht, die der Farbstoff am unteren Ende des Farbumschlagsbereichs für den Farbstoff zeigt. Wenn alkalische Substanzen aus dem Fett in die Lösungsmittelphase extrahiert werden, wird auf diese Weise der pH-Wert der Lösungsmittelphase vergrößert, und der Farbstoff ändert seine Farbe und zeigt dadurch die Menge der auf diese Weise extrahierten, alkalischen Substanzen an. Der pH-Wert kann in üblicher Weise eingestellt werden. Zur Einstellung des pH-Wertes werden typischerweise eine schwache Natriumhydroxidlösung und eine schwache Chlorwasserstofflösung eingesetzt.

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Die relativen Mengen der Prüflösung und des Fettes, die beim erfindungsgemäßen Verfahren angewandt werden, hängen von einer Anzahl von Faktoren ab, wozu die Konzentration des Farbstoffs in der Prüflösung, die erwartete Konzentration alkalischer Substanzen in dem Fett, der Aufbau des Farbstoffes selbst, d.h. die Farbe, die der Farbstoff in bezug auf die Menge der Seifen oder anderer alkalischer Substanzen entwickelt, usw. gehören. Die Prüflösung wird typischerweise so hergestellt, daß sie in einem VolumenVerhältnis von 1:1 mit der Fettprobe vermischt werden kann, und zwar so, daß typische Konzentrationsbereiche von Seifen oder anderen alkalischen Substanzen in einer solchen vorbestimmten Fettmenge einen erwünschten Bereich von Farben ergeben, so daß die Menge von Seifen oder anderen alkalischen Substanzen in dem Fett visuell bestimmt werden kann. Die Prüflösung wird vorzugsweise so hergestellt, daß die Farbänderung, die beim Vermischen der vorbestimmten Menge der Prüflösung mit einer vorbestimmten Menge eines Fettes, das eine unerwünscht hohe Menge von Seife oder anderen alkalisehen Substanzen enthält, die das Fett für die weitere Verwendung zum Braten ungeeignet macht, entwickelt wird, deutlich anzeigt, daß das Fett zum Braten ungeeignet ist.

Bei der Anwendung wird eine vorbestimmte Menge der erfindungsgemäßen Prüflösung mit einer vorbestimmten Menge der eine unbekannte Menge von Seife oder anderen alkalischen Substanzen enthaltenden Fettprobe vermischt. Das Vermischen findet normalerweise in einem geeignetem Behälter wie einem geschlossenen Gefäß, z.B. in einem geschlossenem Reagenzglas, statt. Das Fett sollte flüssig sein. Wenn das Fett nicht flüssig ist, kann es durch Eintauchen in einen Strom von heißem, fließendem Wasser oder durch eine andere ■ geeignete Heizvorrichtung flüssig gemacht werden. Die Mischung braucht nur geschüttelt zu werden, worauf ermög^ licht wird, daß sich die Mischung in die Lösungsmittelphase und die Fettphase trennt. Die Menge der alkalischen Substanzen in dem Fett wird auf diese Weise aus der in der

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Lösungsmittelphase entwickelten Farbe bestimmt, indem man die entwickelte Farbe mit einem bekannten Standard vergleicht. Die Farbe zeigt auch die Brateigenschaften des Fettes an. Die Farbe in der Lösungsmitte!phase kann beispielsweise mit einem Satz von Farben verglichen werden, der so standardisiert ist, daß jede Farbe eine bestimmte Menge alkalischer Substanzen in der vorbestimmten Menge des Fettes anzeigt. Der Farbvergleich kann auch kolorimetrisch oder spektrophotometrxsch nach bekannten Verfahren durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird "normalerweise unter Umgebungsbedxngungen durchgeführt. Es können jedoch alle anderen Verfahrensbedingungen angewandt werden, die zu keiner Veränderung der Farbentwicklung führen, die durch die Verwendung der vorbestimmten Menge der Prüflösung und einer vorbestimmten Fettmenge, die eine unbekannte Menge von Seifen oder anderen alkalischen Substanzen enthält, erzielt wird. Wenn ein Farbstoff eingesetzt wird, der in

^Q dem gewünschten pH-Bereich fluoresziert, kann zur Sichtbarmachung des Farbumschlags eine Beleuchtung mit ultraviolettem Licht durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Prüfausrüstung enthält die Prüflösung ° und einen Satz von standardisierten Farben, der zum Vergleich mit der in der Lösungsmittelphase entwickelten Farbe und auf diese Weise zur Bestimmung der relativen Menge von Seifen oder anderen alkalischen Substanzen, die aus der vorbestimmten Fettmenge extrahiert worden sind, angewandt

werden kann. Der Satz von standardisierten Farben kann Leispielsweise hergestellt werden, indem man das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der vorbestimmten Menge der Prüf lösung mit einer Reihe von Fettproben ,jdie bekannte

Mengen von Seifen als ein Beispiel für alkalische Substanzen 35

enthalten, durchführt. Diese bekannten Mengen von Seife.

werden so ausgewählt, daß sie typische Seifunkonzentrationen in gebrauchtem Fett darstellen, und sie schließen

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Seifenkonzentrationen ein, die das Fett für die Verwendung zum Braten ungeeignet machen würden. Die vorbestimmten Mengen solcher Fette, die bekannte Mengen von Seife enthalten, werden dann im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt, und man ermöglicht es, daß sich die Farben, die solchen bekannten Mengen von Seife.· entsprechen, in der Lösungsmittelphase entwickeln. Diese Farben in der Lösungsmittelphase, die bekannten. Mengen, von Seife in der vorbestimmten Fettmenge entsprechen, können entweder direkt zum Vergleich herangezogen oder zur Herstellung einer Farbenskala beziehungsweise Farbentafel, beispielsweise auf einem Papierblatt, in einer Reihe von Lösungen, in Form von gefärbten Gläsern oder Kunststoffen oder auf anderen Medien, angewandt werden. Auf diese Weise kann die relative Menge alkalischer Substanzen (üblicherweise mit dem Begriff "Seife" ausgedrückt ), die in der unbekannten Fettprobe enthalten ist, leicht, billig und an Ort und Stelle bestimmt werden.

Die erfindungsgemäße Prüfausrüstung kann auch mehr als eine Prüflösung enthalten. Die Prüfausrüstung könnte beispielsweise drei Prüflösungen enthalten, die drei einander überschneidenden, mit niedrigeren, mittleren beziehungsweise höheren Werten der Seifenkonzentrationen in Wechselbeziehung stehenden pH-Bereichen entsprechen. Auf diese Weise kann mit einer Prüfausrüstung ein weiter Bereich unterschiedlicher Seifenkonzentrationen in Fett bestimmt werden. Außerdem könnte die Seifenkonzentration in dem Fett durch Anwendung der verschiedenen Prüflösungen eingeordnet ("bracketed") werden.· Diese Kombination von Prüflösungen würde die erfindungsgemäße Prüfausrüstung auch für die Anwendung bei Bestimmungen zur Qualitätskontrolle oder sogar für Anwendungen auf dem Gebiet der Forschung geeignet machen. ;.

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de 246? 3235491 Die erfindungsgemäße PrlifausrUstung wird geeigneterweise unter Anwendung von "Reagenzgläsern" aus Polypropylen mit Polyethylen-Sehraubdeckeln als Mischbehältern verpackt. Lange, schmale Behälter werden für die Beobachtung der Farbreaktion bevorzugt. Falls erwünscht, kann eine durch die Probe hindurchgehende Beleuchtung angewandt werden, z. B. eine Beleuchtung mit fluoreszierendem Licht, wobei entweder das hindurchgehende oder das reflektierte Licht beobachtet wird. Glühlampenlicht oder Sonnenlicht können ebenfalls angewandt werden. Die Beobachtung der in der Prüflösung entwickelten Farbe kann auch in bekannter Weise mit einem Kolorimeter oder einem Spektra photo meter durchgeführt werden.

¹^ Die erfindungsgemäße Prüflösung kann nach einem üblichen Verfahren hergestellt werden. Die gewünschte Menge des Farbstoffs kann beispielsweise mit dem polaren, organischen Lösungsmittel vermischt werden. Die gewünschte Menge einer wäßrigen Flüssigkeit (falls eine solche angewandt wird) kann zugegeben werden, und dann kann der pH-Wert, z. B. unter Anwendung von Natriumhydroxid-
und/oder Chlorwasserstofflösungen, eingestellt werden. Die gewünschte Endkonzentration kann eingestellt werden, indem man nach bekannten Verfahren eine geeignete Menge eines polaren, organischen Lösungsmittels zugibt.

Zu den alkalischen Substanzen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Prüfausrüstung bestimmt werden, gehören alkalische Materialien, wie

sie normalerweise in Fetten gefunden werden, z. B. Seifen.

Zusätzlich können alkalische Substanzen durch das Braten bzw. Backen von Nahrungsmitteln in das gebrauchte Fett eingeführt werden. Die mögliche Quelle solcher alkalischen Substanzen könnten Treibmittel bzw. Teiftlockerunp.smittel, Amine aus in dem Nahrungsmittel enthaltenen Proteinen

usw. sein. Diese alkalischen Substanzen verhalten sich in dem Fett anscheinend wie oberflächenaktive Mittel oder Detergentien und tragen zur . Verschlechterung der Brateigenschaften des gebrauchten Öls bei. Die typischen Konzentrationen alkalischer Substanzen in gebrauchtem Fett hängen natürlich von einer Vielzahl von Faktoren ab, wozu der Typ des verwendeten . Öls, der Ersatz von gebrauchtem Öl durch frisches, zur Auffüllung eingesetztes Öl usv/. gehören. Solche typische Konzentrationen alkalischer Substanzen in gebrauchtem Fett liegen in dem Bereich von etwa 1 oder 2 Teilen pro Million bis zu einigen hundert Teilen pro Million.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung besteht die Prüflösung aus einem Farbstoff in einer Menge, die wirksam ist, um einen sichtbaren Farbumschlag hervorzurufen, wenn die PrUflösung mit einem Fett vermischt wird, das eine charakteristische Menge alkalischer Substanzen enthält, und aus Wasser und einem polaren, organisehen Lösungsmittel, die in einem solchen Verhältnis zueinander vorliegen, daß die alkalischen Substanzen aus dem Fett extrahiert werden und daß ein nicht mit dem Fett mischbares Lösungsmittelsystem gebildet wird.

Bei einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung besteht die Prüflösung aus etwa 0,004 bis etwa 0,008 Gewichtsteilen Bromphenolblau pro 100 Gewichtsteile der PrUflösung, etwa 2 bis etwa 25 Gewichtsteilen Wasser ■pro 100 Teile der Prüflösung und etwa 75 bis etwa 98

Gewichtsteilen Aceton pro 100 Teile der Prüflösung. Besonders gute Ergebnisse sind mit einer PrUflösung erzielt worden, die aus den folgenden, relativen Mengen von Farbstoff, Aceton und Wasser bestand: etwa 0,04 g Bromphenolblau, etwa 75 ml Wasser und als Rest Aceton .und kleine Mengen von Natriumhydroxidlösung und Chlorwasserstoff-

lösung zur Einstellung des pH-Wertes wie vorstehend beschrieben, wobei das Gesarnt-Endvolumen etwa 1 1 betrug.

Die Erfindung· wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Durch Vermischen von 0,0400 g Bromphenolblau mit etwa 750 bis 800 ml Aceton wurde eine PrUflösung hergestellt. 75 ml Wasser wurden zugegeben, und der pH-Wert der Lösung wurde, so eingestellt, daß die gelbe Farbe des Bromphenolblau-Farbstoffs, die dem unteren Ende des Farbumschlaf.sbereichs (pH-Wert: etwa 3,0) für Bromphenolblau entspricht, erhalten wurde. Im vorliegenden Fall waren da'Ur 1,10 ml einer 0,1 η Natriumhydroxidlösung und 5 Trop'en einer 0,01 η Chlorwasserstoff lösung erforderlich. I)Ie Lösung wurde dann durch. Zugabe von Aceton auf ein Volurien von 1000 ml gebracht.
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Es wurde eine Reihe von Fettproben hergestellt, die bekannte Konzentrationen von Seife enthielten. 5 ml von jeder dieser Fettproben wurden in einem Reagenzglas mit 5 ml der vorstehend beschriebenen Prüflösung vermischt. Die Reagenzgläser wurden zugestöpselt und geschüttelt, und man ließ die Phasen sich trennen. Auf diese Welse wurde eine Reihe von Reagenzglasproben erhalten, oei denen die Lösungsmittelphase eine fortschreitende Fa-^bvertiefung von einer gelben zu einer grünen und blaien

Farbe zeigte, wodurch die relative Vergrößerung der Menge der Seife in den bekannten Proben angezeigt wurde.

5 ml einer Fettprobe, die eine unbekannte Menge von Seife enthielt, wurden dann in der gleichen Weise mit 5 ml der Prüflösung vermischt. Das Reagenzglas wurde ge-

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de 246? 3235401 schüttelt; man ließ die Phasen sich trennen,, und die in der Lösungsmitte!phase entwickelte Farbe wurde zur Bestimmung der Menge der Seife in der unbekannten Fettprobe mit den Farben in der bei dem vorstehend' beschrie-

b benen Standard] ο ier.ungiiver fahren erhaltenen Lö'sunßsmittelphase verglichen.

Die Ergebnisse dieser Versuche wurden dann mit dem tatsächlichen Gehalt an Seife (oder anderen alkalischen Materialien) verglichen, der nach dem A.0.C.S.-Titrationsverfahren bestimmt wurde. Es wurde die folgende (grobe) Wechselbeziehung zwischen der Farbe und dem Gehalt an Seife (oder anderen alkalischen Materialien) in Teilen pro Million gefunden:

Farbe	Beispiel 2	Teile / 10 Teile
gelb	0-10
gelbgrün	10 - 40
grün	40 - 70
blau	70 oder mehr

Das vorstehend in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei das verwendete Lösungsmittel jedoch in der nachstehend in Tabelle 1 gezeigten Weise verändert wurde. Jede dieser Prüflösungen wurde mit einem alten, verbrauchten Fett vermischt, in dem eine große Menge von Seife oder anderen alkalischen Substanzen, durch die das Fett unbrauchbar gemacht wurde, enthalten . war. Tabelle 1 zeigt die Endfarbe und die Trennung des Fettes, die bei dem Verfahren unter Anwendung jedes dieser

Lösungsmittel erzielt wurden.
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- 21 •Tabelle 1 DE 2467

£235483

Lösungsmittel

Endfarbe Trennung des Fettes

Aceton (rein)

Aceton (HgO-Gehalt: 10 %) Aceton (HgO-Gehalt: 20 %) Aceton (H₂0-Gehalt: 25 %) Aceton (HjO-Gehalt: 2 %) Ethylalkohol

(H₂0-Gehalt: 5 %)

Propylenglykol

(H₂O-Gehalt: 5 %)
Propylenglykol

(H₂O-Gehalt: 10 %)

Isopropylalkohol (rein) Isopropylalkohol

(H₂0-Gehalt: 4 %)
Isopropylalkohol

(H₂0-Gehalt: 10 %)

Isopropylalkohol

(H₂O-Gehalt: 25 %)

Isopropylalkohol + Aceton (1:1) (H₂0-Gehalt: 5 SS)-

Propylenglykol grün

+ Aceton (1:1)

Propylenglykol + grün

Isopropylalkohol (1:1) 30

gelb blau blau blau blau grün

blau grün

gelb grün

grün grün keine

gut

langsam

Emulsion (sehr langsame

Trennung)

gut

Emulsion Emulsion

Emulsion gut

Emulsion langsam

grünlichblau gut

Emulsion

sehr langsam

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Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen deutlich, daß die Aceton/HpO-LÖsungsmittelsysteme die besten der geprüften Systeme sind. Andere Systeme, beispielsweise das Lösungsmittelsystem Isopropylalkohol/4 % H<ö, führten zu einer guten Trennung, jedoch war der Farbumschlagsbereich für die gleiche Menge von Seife eng. Eine Anzahl der geprüften Lösungsmittelsysteme führte unter den Versuchsbedinftunflen zu Emulsionen. Bei «olchen Systemen wurden infolgedessen Maßnahmen zum Schutz gegen eine Emulsionsbildung oder zum Brechen solcher Emulsionen, beispielsweise die Zugabe von Salzen, zusätzlichen Lösungsmitteln

■—,und/oder anderen Demulgatoren, erforderlich sein.

Beispiel 3
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Eine Reihe von Prüflösungen wurde gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch in jeder Lösung ein verschiedener Farbstoff verwendet wurde. Es wurden Prüflösungen hergestellt, die die folgenden Farbstoffe enthielten:

1. Methylorange

pH-Bereich: Rot 3,1 - 4,4 Orange

2. Kongorot

· pH-Bereich: Blau 3,0 - 5,0 Rot

3. Bromkresolgrün

pH-Bereich: Gelb 3,8 - 5,4 Blau
4: Lösung von Bromkr-esolgrün- in Alkohol (BPA)

5. Bromkresolpurpur

pH-Bereich: Gelb 5,2 - 6,8 Purpur

6. Chlorphenolrot

pH-Bereich: Gelb 5,2- 6,8 Rot

7. Bromthymolblau

pH-Bereich: Gelb 6,0 - 7,6 Blau

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Im Fall des in Aceton schlecht löslichen Kongorots wurden auch alkoholische Lösungen (sowohl in Ethanol als auch in Isopropanol) hergestellt.

Die Prüflösungen wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Fetten, die sich in verschiedenen, bekannten Zuständen befanden, vermischt, und die in der Lösungsraittelphase entwickelte Farbe wurde beobachtet. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Kongorot wird nicht gezeigt, weil sich herausstellte, daß die saure (blaue) Ausgangsform in allen drei Lösungen als unlöslicher, ausgeflockter Feststoff vorlag.

Tabelle 2

	Name des Farbstoffs	Zustand des Fettes /	entwickelte	Farbe
		frisch, ungebraucht	gebraucht	alt
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	Bromphenolblau	gelb	blaßgrün	dunkelblau
	(Standard)
	Methylorange	orange	orange	orange
	Bromkresolgrün	gelb	gelb	grün
25	Lösung von Bromkresol	gelb	gelb	sehr blasses
	grün in Alkohol (BPA)			Grün
	Bromkresolpurpur	gelb	gelb	gelb
	Chlorphenolrot	gelb	gelb	gelb
	Bromthymolblau	,gelb	gelb	gelb

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß Bromphenolblau der beste der geprüften Farbstoffe ist, da Bromphenolblau bei jedem Zustand des Fettes zu einem deutlichen Farbumschlag führt. Auch Bromkresolgrün zeigte für das alte Fett (mit höherem Alkaligehalt) einen deutlichen Färb-

umschlag, jedoch nicht für das gebrauchte Fett (mit mittlerem Alkaligehalt). Die anderen Farbstoffe zeigten für solche Fette eine geringe oder keine Farbänderung. Die an letzter Stelle genannten Farbstoffe würden infolgedessen vorzugsweise bei Fetten angewandt werden, die einen noch höheren Alkaligehalt als die geprüften Fette haben.

Es wurde beobachtet, daß ein Farbstoff vorzugsweise eine ] 0 Endpunktsfarbe haben sollte, die weder mit der Farbe ■des Fettes verwechselt werden kann noch durch die Farbe des Fettes beeinflußt wird. Eine gelbe oder orange Endpunktsfarbe könnte beispielsweise zu Verwechslungen führen. Auch eine Endpunktsfarbe, die Nahrungsmitteln fremd 1st und für die Farbe von Nahrungsmitteln nicht typisch ist, beispielsweise Blau, scheint für diese Art der Prüfung einen psychologischen Vorteil zu bieten.

Claims

TeDTKE - BüHLING - KlNNE _;; .-·..■-. !SSSÄ«

Gm f^ - " * - -" Dipl.-Ing. H. Tiedtke I

RUPE - nELLMANN - vai^AMS ' " " -"" '^:- - Dipl.-Chem. G. Bühling

Dipl.-Ing. R. Kinne 3235481 Dipl.-ing. R Grupe

^ ^w ' Dipl.-liio- O. Pollmnnn

Dipl.-Ing. K. Grams

Bavariaring 4, Postfach 20 2« 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent Münc

24. September 1982 DE 21+67 / case OIL 3.0-C 10

Pat ent an Sprüche

( 1.} Prüf ausrüstung für die Bestimmung der Menge alkalischer Substanzen in Fett, gekennzeichnet durch

(1) eine Prüflösung, die (a) einen pH-Indikatorfarbstoff, der in dem pH-Bereich von etwa 2,5 bis etwa 7,0 einen sichtbaren Farbumschlag bzw. eine sichtbare Farbänderung zeigt, und (b) ein Lösungsmittel, in dem der Farbstoff löslich ist und mit dem das Fett im wesentlichen nicht mischbar ist, enthält, wobei der Farbstoff und das Lösungsmittel in der Prüflösung in Mengen vorliegen, die wirksam sind, um den sichtbaren Farbumschlag hervorzurufen, wenn die Prüflösung mit einem Fett vermischt wird, das eine charakteristische Menge alkalischer Substanzen enthält, und wobei die Prüflösung einen solchen pH-Wert hat, daß die Farbe der Prüflösung der Farbe des Farbstoffs am unteren Ende des Farbumschlagsberexchs für den Farbstoff entspricht, und

(2) einen Satz von Farben, der so standardisiert bzw. eingestellt ist, daß jede Farbe des Satzes einer Farbe entspricht, die entwickelt wird, wenn eine vorbestimmte Fettmenge, die eine bestimmte Menge alkalischer Substanzen enthält, mit einer vorbestimmten Menge der

Dresdnar Bank (Münchon) KlO 3β39β<Μ Buyer. Voroinstmt* (Munclianj KIo hOilSMl !'OBlüdwck IMunchon) KIo il/0 /SC) HUI

-2- DE 2467

Prüflösung vermischt wird.
2. Prüfausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff aus Bromphenolblau, Methylgelb, Kongorot j Methylorange, Bromchlorphenolblau, Bromkresolgrün, Bromkresoipurpur, Chlorphenolrot und Bromthymolblau ausgewählt ist.
3. Prüfausrüstung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelsystem aus einem polaren, organischen Lösungsmittel und einer wäßrigen Flüssigkeit besteht.
4. Prüfausrüstung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polare, organische Lösungsmittel aus Aceton, Propylenglykol, Isopropylalkohol, Ethylalkohol und Mischungen davon ausgewählt ist.
5. Prüfausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflösung aus

(1) einem Farbstoff in einer Menge, die wirksam ist, um einen sichtbaren Farbumschlag hervorzurufen, wenn die Prüflösung mit einem Fett vermischt wirdj das eine

° charakterxstische Menge alkalischer Substanzen enthält, und

(2) Wasser und einem polaren, organischen Lösungsmitr·

tel, die in einem solchen Verhältnis zueinander vorliegen,

daß die alkalischen Substanzen aus dem Fett extrahiert werden und daß ein nicht mit dem Fett mischbares Lösungsmittelsystem gebildet wird,
besteht.
6. Prüfausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Prüf lösung aus etwa 0,0O¹+ bis etwa 0,008 Teilen Bromphenolblau pro 100 Teile der Prüflösung,

-3- DE 2467

etwa 2 bis etwa 25 Teilen Wasser pro 100 Teile der Prüflösung und etwa 75 bis etwa 98 Teilen Aceton pro 100 Teile der Prüflösung besteht.
7. Prüfausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflösung aus den folgenden Bestandteilen in den nachstehend angegebenen, relativen Mengen besteht: etwa O₅O¹+ g Bromphenolblau, etwa 75 ml Wasser und als Rest Aceton und kleine Mengen von Natriumhydroxidlösung und/oder Chlorwasserstofflösung für die Einstellung des pH-Wertes, wobei das Gesamt-Endvolumen etwa 1 1 beträgt.
8. Prüfausrüstung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Indikatorfarbstoff in dem pH-Bereich von etwa 3 bis 5 einen sichtbaren Farbumschlag zeigt.
9. Verfahren zur Bestimmung der Menge alkalischer Substanzen in Fett unter Anwendung der Prüfausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(1) Vermischen einer vorbestimmten Menge der Prüflösung mit einer vorbestimmten Menge des Fettes,

(2) Ermöglichen der Trennung des Fettes und der Prüflösung in eine Lösungsmittelphase und eine Fettphase und

(3) Bestimmung der Menge der in dem Fett enthaltenen,

alkalischen Substanzen aus der in der Lösungsmittelphase entwickelten Farbe durch Vergleich der entwickelten Farbe mit einem bekannten Standard.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestimmungsschritt (3) durchgeführt wird, indem man die in der Lösungsmittelphase entwickelte Farbe mit

-if- DE 2H67

I einem Satz von Farben vergleicht, der so standardisiert ist, daß jede Farbe eine Menge von alkalischea Substanzen in der vorbestimmten Menge des Fettes und die Brateigenschaften des Fettes anzeigt.