DE69019355T2

DE69019355T2 - Verfahren und vorrichtung zum nachweis der nicht-triglyceride in ölen.

Info

Publication number: DE69019355T2
Application number: DE69019355T
Authority: DE
Inventors: Michael Blumenthal; Jerry Stockler; Tassell Harry Van
Original assignee: LIBRA LAB Inc
Current assignee: LIBRA LAB Inc
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2010-02-27
Also published as: ATE122464T1; KR920701813A; MX167203B; AU5342990A; DE69019355D1; CA2011307C; EP0487524A1; CA2011307A1; JPH04503858A; WO1990010218A1; IL93621A0; EP0487524A4; EP0487524B1; NZ232770A; AU634225B2; ES2074569T3; US5055410A; IL93621A; KR970000634B1; JP2826904B2

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Kohlenwasserstoff- und Olefinmaterialien und eine Vorrichtung zur Durchführung der Bestimmungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Nicht-Triglyceriden in Speiseölen und -fetten oder Öl- und Fettersatzstoffen.

Stand der Technik

Speiseöle und -fette und Ersatzstoffe hierfür werden allgemein von Nahrungsmittelverarbeitern, Nahrungsmittel-Serviceeinrichtungen und zu Hause als Nahrungsmittelinhaltsstoff und als nichtwäßriges Kochmedium verwendet, in denen Nahrungsmittel gebraten werden. Die als Nahrungsmittelinhaltsstoffe verwendbare Gruppe von Fetten und Ölen sind als Salatöle bekannt. Die als Kochmedium verwendbare Gruppe von Fetten und Ölen sind als Kochöle bekannt.
Salatöle und Kochöle betreffen eine Reihe von Endanwendungen, die eine Eingangskontrolle des Salat- oder Kochöls, eine Überprüfung des Öls während des Gebrauchs zur Kontrolle und Bestimmung der Einhaltung von Herstellungs- oder Ausführungsbestimmungen oder seiner Eignung zur weiteren Verwendung oder zur Wiederaufbereitung erfordern können.
Salatöle werden vor allem für Endanwendungen angewendet, bei denen das Salatöl direkt oder als Teil einer Nahrungsmittelformulierung verbraucht wird, bei denen das Salatöl keiner wesentlichen Erhitzung oder keinen wesentlichen oxidativen Bedingungen ausgesetzt ist. Kochöle werden andererseits in der Nahrung aufgrund ihrer sekundären Wirkung beim Gebrauch als Wärmeübertragungsmedium eingesetzt. In Abhängigkeit von ihrer Endanwendung können Kochöle nur einmal, beispielsweise als Bratöle, verwendet werden, und sie werden hierdurch nur eingeschränkten Wärme- und Oxidationsbedingungen ausgesetzt, oder das Kochöl ist wiederholt verwendbar, beispielsweise als Frittieröl, das einer längeren Erhitzung und Oxidationsbedingungen ausgesetzt ist.
Salat- und Kochöle enthalten oder erwerben eine Vielzahl von Nicht-Triglyceridbestandteilen und/oder -kontaminanten, deren Bedeutung insbesondere von der Endanwendung des Öls abhängt. Die Öle können geringfügige Mengen an Bestandteilen aus der ursprünglichen Pflanze oder aus tierischen Geweben enthalten, aus denen die Öle hergestellt wurden, beispielsweise Chlorophyll- oder Myoglobinreste. Die Öle können Kontaminanten enthalten, die aus der ursprünglichen Produktion des frischen Öls stammen, einschließlich erwünschte Verarbeitungsadditive wie Antioxidantien, Antischaummittel und Kristallinhibitoren und ähnliche Mittel, als auch Streckungsmittel, die einen im Endprodukt unerwünschten Verarbeitungsadditivrückstand darstellen können, oder ein entgegen den örtlichen Bestimmungen bewußt hinzugefügtes Material, um ein teures Öl zu verdünnen oder die Endanwendungseigenschaften eines billigeren Öls zu verbessern. Das Öl kann weiterhin Abbauprodukte aus der Herstellung enthalten. Bei der Endanwendung, d.h. der Anwendung des Öls bei der Nahrung, reichern sich Kontaminanten und absichtlich oder unabsichtlich hinzugefügte Streckungsmittel aufgrund des Kontaktes des Öls mit der Nahrung und der Verarbeitungsumgebung leicht an. Additive können durch Abnutzung verloren gehen. Es bilden sich Wechselwirkungsprodukte aufgrund der Reaktion zwischen und unter den Abbauprodukten des Öls und mit frischem Öl und eingeführten Nahrungsmaterialien.
Verarbeiter von Öl, Nahrungsmitteln, Großverpflegungs-Serviceunternehmen und Kontrollbehörden verwenden z. Zt. subjektive und objektive Techniken, um Überprüfungen von Salat- und Kochölen bei der Produktion und beim Verbrauch durchzuführen. Das Öl kann einer Eingangskontrolle unterliegen, um die Natur des gelieferten Triglycerids zu bestätigen und die Natur der Nebenbestandteile, der Kontaminanten, der Additive, der Strekkungsmittel und der Abbauprodukte zu bestimmen. Das Öl kann weiterhin zur Kontrolle und Bestimmung der Hauptbestandteile, der Nebenbestandteile, Kontaminanten, Additive, Streckungsmittel, Abbauprodukte und Wechselwirkungsprodukte einer Überprüfung während des Gebrauchs unterliegen, um festzustellen, daß es Herstellungs- und Ordnungsvorschriften entspricht und daß das Öl sich für eine wiederholte Anwendung oder Wiederaufbereitung eignet.
Eingehende Öle werden auf ihren Hydrolysegrad, bestimmt durch Messung des Gehalts an freien Fettsäuren, auf ihre Erhitzungsgeschichte, bewertet durch eine Farbbestimmung, die mit der Bildung von Polymer- und anderen Kondensationsprodukten korreliert, und auf ihren Oxidationsgrad untersucht, der durch Bestimmung der Peroxidmengen, einer oxidativ produzierten Spezies, bestimmt wird. Eingehende Öle werden weiterhin auf ihre Triglyceridzusammensetzung, Nebenbestandteile und Verarbeitungsrückstände hin beurteilt. Die obigen Parameter werden bestimmt, so daß sie den Anforderungen des Endverbrauchers entsprechen. Weiterhin werden der Geruch und der Geschmack der eingehenden Öle subjektiv bewertet, um die Ranzidität zu bestimmen, häufig ohne Bezug auf einen Kontrollstandard.
Falls Öle wie Salatöle und frische Kochöle den Eingangskontrollanforderungen entsprechen, werden sie anschließend bis zum Gebrauch in gebrauchsfertige Großraumbehälter überführt und unterliegen Bedingungen, die eine Oxidation, eine Umwandlung zu unerwünschten Farben und Geschmacksstoffen und eine Kontamination fördern. Gebrauchte Kochöle unterliegen den obigen Bedingungen und zusätzlich der Bildung von Wechselwirkungsprodukten aus der Reaktion zwischen Ölabbauprodukten mit frischem Öl und zugeführten Nahrungsmittelmaterialien, die mit zunehmendem Gebrauch stark zunehmen. Dies betrifft den Endanwender und besitzt einen direkten Einfluß auf die Produkthaltbarkeit, die Produktionseffizienz und die Einhaltung von Ordnungsvorschriften. Aus Nahrungsmitteln extrahierte Koch- oder Salatöle können auf ihre Eigenschaften zum Zwecke der Qualitätskontrolle oder der Qualitätssicherung getestet werden.
Was Salatöle und frische Kochöle anbelangt, fördern die Endanwendungsbedingungen die Bildung flüchtiger oder nichtflüchtiger Spezies, insbesondere freier Fettsäuren (FFA), oxidativ produzierter Spezies und gefärbter Spezies. Eine Prüfung des Öls zur Kontrolle und eine Bewertung, ob es den Herstellungs- oder Ordnungsvorschriften entspricht oder sich für die wiederholte Anwendung oder die Wiederaufbereitung eignet, sind durch Messung eines oder mehrerer dieser und anderer Spezies durchführbar.
Nach der Formulierung können andere Bestandteile des Endprodukts mit dem Öl reagieren, um Wechselwirkungsprodukte zu produzieren, insbesondere oxidativ produzierte Spezies und Kondensationsprodukte, die aus Nahrungsmittelprodukten extrahierbar und zum Zwecke der Qualitätskontrolle oder der Qualitäts- Sicherung testbar sind.
Was die gebrauchten Kochöle anbelangt, ist folgendes anzumerken: Da ein Öl zum Braten bzw. Frittieren wiederholt verwendet wird, wird seine Zusammensetzung an der Öl-Wasser-Grenzfläche nahe der Oberfläche des zu kochenden Nahrungsmittels kontinuierlich abgebaut, wobei oberflächenaktive chemische Stoffe, hydrolytische Produkte wie FFA, Wechselwirkungsprodukte aufgrund der Reaktionen mit den Nahrungsmittelbestandteilen und Ölabbauprodukte gebildet werden. Die Wechselwirkungsprodukte umfassen oxidativ produzierte Spezies und Kondensationsprodukte einschließlich stickstoff- und schwefelenthaltende Verbindungen aus der Reaktion von Öl und Nahrungsmittelproteinen oder karamelisierte Materialien in Gegenwart von Wasser, das aus dem frittierten Nahrungsmittel stammt. Die Ölabbauprodukte umfassen Kondensationsmaterialien wie Polymere und gefärbte Materialien. Die FFAs verbinden sich mit aus Nahrungsmittelgeweben und -beschichtungen, Restwasserhärte aus Hygieneaktivitäten und Nahrungsmittelbestandteilen ausgelaugten Metallen unter Bildung von Seifen, einer Art von oberflächenaktiven Mitteln. Die oberflächenaktiven Mittel (Tenside) fördern zunächst die Wärmeübertragung an der Öl-Wasser-Grenzfläche an der Nahrungsmitteloberfläche. Bei wiederholter Anwendung verschlechtern sich jedoch die Eigenschaften des Öls, bis die Tensidchemikalien einen Anteil erreichen, bei dem die Öl-Wasser-Grenzflächenspannung bis zu einem Punkt herabgesetzt wird, wo das Öl die Dampfhülle aus dem kochenden Nahrungsmittel durchdringt und in das Nahrungsmittel eindringt, was zu einem übermäßigen Wasserverlust aus der Oberfläche des Nahrungsmittels, zu einer Dunkelung und einer Erhärtung führt. Das Öl schäumt weiterhin an seiner Grenzfläche mit der Luft, was zum Sauerstoffeinbau und zu einem beschleunigten oxidativen Abbau des Öls führt. Der Wasserverlust aus der Nahrungsmitteloberfläche hemmt zusätzlich die Wärmeeindringung zum Kern des Nahrungsmittels durch Bildung einer harten Kruste mit niedriger Wärmeleitfähigkeit. Weiterhin bewirken erhöhte Mengen an Tensiden, daß das Öl an die heißeren Flächen anhaftet, was zu einem Verkoken des Öls an den Oberflächen führt, wodurch gefärbte Materialien und eine isolierende Schicht über den Flächen des Heizelements gebildet werden, die zu einem Kontrollverlust in einem Temperatur-/Energieprozeßkontrollsystem beitragen können.
Es ist deshalb wünschenswert, den Tensidanteil des kochenden Öls in einem Bereich zu halten, bei dem der Wärmetransfer optimiert ist. Wenn diese Grenze überschritten wird, können die Tensidmengen durch Verdünnung mit frischem Öl, durch verschiedene Filterhilfsmittel oder -behandlungen vermindert werden, oder das Öl kann einfach verworfen werden. Es ist deshalb wünschenswert, daß kochende Öle routinemäßig auf Seife oder andere Tensidespezies getestet werden, um zu bestimmen, ob ein Öl verdünnt, behandelt oder verworfen werden sollte.
Die vorliegende Menge an Seife korreliert mit der allgemeinen Menge an vorhandenen wasseraktivierten Tensiden, und eine Bestimmung der im Fett vorliegenden Seifenmenge ermöglicht einen genauen Hinweis auf den Gesamtanteil an wasseraktiviertem Tensid. Die Seifenmenge ist durch Bestimmung der relativen Basizität einer Fettprobe mit einem alkalischen Indikator meßbar.
Die Polymere sind Wärme- oder Sauerstoffkondensationsprodukte, die mit der Wärmegeschichte und dem Schäumen und anderen Hinweisen auf die Tensidwirkung des Öls verbunden sind und auf die Vernetzung von Kohlenstoffen benachbarter Fettsäuren, ob frei oder auf Triglyceriden oder anderen Fettsäureestern, zurückzuführen sind. Diese Polymermaterialien können oxidiert oder nichtoxidiert vorliegen und sind mit dem Tensidphänomen verbunden. Polymermaterialmengen sind durch Reagensindikatoren meßbar, wobei deren Bestimmung einen Hinweis auf den Zustand des Öls bei der Verwendung gibt.
Die Mehrheit der keine Triglyceride aufweisenden Fettsäuren bildet nicht sofort Seifen, da Metallionen in den Ölen in ppm- Mengen vorliegen, während von den Triglyceriden Prozentmengen an Fettsäuren hydrolysiert werden. Zu einer beliebigen gegebenen Zeit enthalten deshalb Öle eine bestimmte Menge an FFAs, deren Mengen über einen kurzen Bereich in etwa mit dem Abbaugrad korrelieren, jedoch nicht so genau wie die Bestimmungen von Seifen oder aller polarer Materialien, da die FFAs Zwischenprodukte bei der Bildung beider sind. Anders ausgedrückt, ist eine Bestimmung von FFA keine Bestimmung aller gebildeten FFAs, da viele FFAs unter Bildung von Seifen und anderer polarer Materialien, die bei einer FFA-Bestimmung nicht nachgewiesen werden, weiter reagieren. Es gibt jedoch eine gewisse Anwendbarkeit bei der Bestimmung der FFA-Mengen, die durch Messung der verfügbaren Acidität einer Ölprobe mit einem Säureindikator bestimmt werden.
Die oben genannten Spezies und andere vorliegende Verbindungen sind Subklassen von Nicht-Triglyceriden, die als Gesamtheit der polaren Materialien (TPM = total polar materials) bekannt sind, die sich in Salat- und Kochölen bilden. In vielen Ländern ist die TPM-Messung durch Säulenchromatographie als eine vorgeschriebene Analyse für Koch- und Salatöl offiziell anerkannt. Die oben erwähnten FFAs, Seifen, gefärbten Materialien, Polymeren, Abbauprodukte, Wechselwirkungsprodukte, Additive, Streckungsmittel und Nebenbestandteile, die alle keine Triglyceride sind, werden durch diesen Test im wesentlichen quantitativ insgesamt bestimmt. Dies steht im Gegensatz zu Einzelbestimmungen einer jeden Spezies, die anwendbar sind, jedoch kein Gesamtbild des Ölzustands liefern. Aufgrund der Breite der getesteten Materialien werden TPM-Bestimmungen häufig von Kontrollbehörden und Herstellern als Anfangs-Screening einer Ölprobe verwendet, um festzustellen, ob ein zusätzliches, spezielles Austesten notwendig ist. Gelegentlich kann ein unpolares Material, beispielsweise eine Abbau- oder Kontaminantenspezies, in einer chromatographisch analysierten Ölprobe vorliegen. Es wäre interessant, falls ein schneller Test entwikkelt werden könnte, der diese unpolaren, jedoch von der Ernährung betrachtet u.U. wichtigen Spezies bei seinem Test auf die Ölqualität berücksichtigen würde.
Verfahren zur Messung der Alkalinität, der TPMs und FFAs in Olefinmaterialien wie Kochölen und derartige Verfahren verwendende Testkits sind bekannt. Die US-Patentschrift Nr. 3 580 704 offenbart einen Farbindikator zur Bestimmung des pH- Wertes eines Motorenöls, bei dem ein Testpapier mit einem pH- Indikator und einem hydrophile Hydroxylgruppen enthaltenden, langkettigen, nichtionischen, oberflächenaktiven Mittel behandelt wird, bei dem der Indikator löslich ist, bevorzugt einem Alkylaryloxypolyalkoxyalkanol wie Triton X-100 . Ein Streifen des behandelten Papiers wird in das Öl eingetaucht, um seinen pH-Wert zu bestimmen.
Die US-Patentschrift Nr. 4 654 309 offenbart einen Gegenstand zur Bestimmung des Säuregehaltes von Kochölen und -fetten einschließlich FFAs, bei dem ein poröser Träger mit einem pH-Indikator und einem aliphatischen Dihydroxypolyethylenglykol-Lösungsmittel als Benetzungsmittel behandelt wird. Der Streifen weist einen oder mehrere Testbereiche auf, die mit einer vorbestimmten Menge einer Base behandelt wurden, die einer bekannten Säurequantität entspricht, die vorliegen muß, um die Base zu neutralisieren, bevor eine die Säurequantität anzeigende Farbänderung stattfinden wird. Der pH-Wert und demnach der Fettsäuregehalt des Öls wird durch Eintauchen des Papiers in das Öl und durch das Vorliegen oder das Fehlen einer Farbänderung bestimmt. Ein derartiger Test ist jedoch bezüglich der zu messenden Ölprobe destruktiv und ist in einer später durchzuführenden zweiten Prüfung nicht gut handhabbar.
Die US-Patentschrift Nr. 4 349 353 offenbart ein Verfahren und eine Zusammensetzung für eine Bestimmung alkalischer Materialien wie Seifen in einem Öl unter Verwendung einer einen pH- Indikatorfarbstoff und ein mit dem Öl nicht mischbaren Lösungsmittel enthaltenden Testlösung. Das Lösungsmittel wird zur Extraktion alkalischer Substanzen verwendet, die dann mit dem pH-Indikator im Lösungsmittel reagieren, wobei der Indikator eine Färbung entwickelt, die mit einem bekannten Standard vergleichbar ist, um den pH-Wert und damit den Alkalinitätsgrad und den Seifengehalt einer Probe zu bestimmen.
Die deutschen Patentschriften Nr. 2 543 543 und 2 630 052 offenbaren Verfahren zur Bestimmung des Anteils an oxidiertem Öl durch Auflösung des Öls in einem flüchtigen alkalischen Alkohollösungsmittel, das einen Redoxindikator wie Bromthymolblau, Bromcresolgrün, Cresolindophenol, Thymolindophenol, Bromphenolblau, Thymolblau, Xylenolorange, Bromcresolpurpur, Methylenviolett, Methylengrün oder Patentblau enthält.
Die US-Patentschrift Nr. 4 731 332 offenbart ein Verfahren und einen Testkit zur Bestimmung polarer Substanzen im Öl unter Verwendung einer einen Indikatorfarbstoff und ein flüchtiges Lösungsmittel, das mit dem Öl nicht mischbar ist, enthaltenden Testlösung. Das Lösungsmittel wird zur Extraktion polarer Verbindungen verwendet, die mit dem Indikator reagieren, um eine sichtbare oder fluoreszierende Farbänderung zu ergeben, die mit einem bekannten Standard verglichen wird, um die Menge an polaren Substanzen im Öl zu bestimmen.
Teststreifen verwendende Verfahren sind unvorteilhaft, da die gemessene Ölprobe zerstört wird. Während Extraktionstests für die Ölprobe nicht zerstörerisch sein können, versagen die Tests bei der genauen Bestimmung derjenigen Spezies, die nicht ohne weiteres in das Wasser extrahierbar sind. Sobald die FFAs und die alkalischen Spezies in wäßriger Umgebung vorliegen, neutralisieren sie weiterhin leicht einander, wodurch ihre Tests etwas ungenau werden.
Die Lösungsmittel in den oben genannten Patentschriften können, zusätzlich zu denjenigen, die flüchtig sind, toxisch oder entflammbar sein und können eine Gefährdung darstellen, wenn sie in der Umgebung von Nahrungsmitteln gehandhabt werden. Die Lösungsmittel verursachen weiterhin ein Beseitigungsproblem.
Ein nicht-destruktives Testverfahren und ein Testkit hierfür, die keine Zerstörung der Probe oder keine Lösungsmitteltrennung der zu bestimmenden Spezies bewirken, würden äußerst wünschenswert sein, insbesondere ein Verfahren und ein Testkit, die sicher und nicht-toxisch sind und kein Entsorgungsproblem aufwerfen.

Offenbarung der Erfindung

Es wurde ein Verfahren zur Bestimmung der Menge eines oder mehrerer Nicht-Triglyceride in einem Öl gefunden, bei dem eine Einphasen-, nicht-toxische, in Öl mischbare Testlösung verwendet wird. Das Verfahren wird durch Vermischen einer vorbestimmten Menge der Testlösung mit einer vorbestimmten Menge des zu testenden Öls durchgeführt. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält die Testlösung einen öl-mischbaren Träger und einen Indikator, der in Mischung mit dem Träger zum Testen einer Nicht-Triglyceridkontaminante oder eines Nicht-Triglycerid-Bestandteils eines Öls wie Seifen, FFAs, Polymere, gefärbte Materialien oder TPMs bereitstellbar ist. Geeignete Träger umfassen Monoglyceride, Diglyceride und ihre Mischungen, die nicht-toxisch sind und kein Entsorgungsproblem bereiten. Der Indikator in Kombination mit dem zu testenden Ölbestandteil oder der zu testenden Ölkontaminante wird ein weiteres Reaktionsprodukt ergeben, das für das Vorliegen und/oder die Menge des Bestandteils oder der Kontaminante, beispielsweise eine direkt interpretierbare Farbänderung, charakteristisch ist. Der Indikator und der Träger liegen in solchen Mengen und bei einem solchen pH-Wert vor, die ausreichend sind, um die nachweisbaren Mengen des Reaktionsprodukts zu erhalten, das eine Funktion der Menge des in der Ölprobe vorliegenden Bestandteils oder der Kontaminante ist. Die Menge einer derartigen Ölkontaminante oder eines derartigen Ölbestandteils wird durch Vergleich des Ölprodukts mit einem externen oder internen Standard bestimmt, der in der Lage ist, die Reaktionsproduktentwicklung mit der Menge an Nicht-Triglyceriden im Öl zu korrelieren.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine vorbestimmte Menge der Testlösung mit einer vorbestimmten Menge des zu testenden Öls vermischt und solange bewegt, bis eine gefärbte, gleichmäßig homogene Mischung erhalten wird. Man läßt dann das Reaktionsprodukt in der Mischung sich entwickeln, und die Menge an Nicht-Triglyceriden in der Mischung wird durch Vergleich der Reaktionsproduktentwicklung mit einem bekannten Standard bestimmt. Die erfindungsgemäße Testlösung ist vollständig in der Testvorrichtung enthalten. Die vorliegende Erfindung kann demnach durch nicht erfahrene Anwender angewandt werden, und die Ergebnisse werden in Form eines stabilen Reaktionsprodukts, beispielsweise einer Farbänderung, bereitgestellt, die zur anschließenden Bewertung aufbewahrt werden können.
Erfindungsgemäß werden weiterhin Testeinheiten zur Feststellung der Qualität der Öle zur Bestimmung der Bestandteile und Kontaminanten bereitgestellt. Die Diagnostiktesteinheiten umfassen eine öl-mischbare Testlösung mit einem Träger und einem im Träger löslichen Indikator zur Bestimmung von Nicht-Triglyceriden wie Seifen, FFAs, Polymeren, gefärbten Materialien oder Gesamt-TPMs. Geeignete Träger umfassen Monoglyceride, Diglyceride und ihre Mischungen. Der Indikator in Kombination mit den zu testenden Ölkontaminanten oder -bestandteilen wird ein weiteres Reaktionsprodukt in der Testlösung ergeben, das für das Vorliegen und/oder die Menge der Kontaminante oder der Bestandteile charakteristisch ist, beispielsweise eine direkt interpretierbare Farbänderung. Der Indikator und der Träger liegen in solchen Mengen vor, die wirksam sind, um nachweisbare Mengen des Reaktionsprodukts bereitzustellen, das eine Funktion der in der Ölprobe vorhandenen Menge der Kontaminante oder des -Bestandteils ist. Die Diagnostiktesteinheiten umfassen weiterhin einen externen oder internen Referenzstandard, der zur Korrelation der Reaktionsproduktentwicklung mit der Menge der in der getesteten Ölprobe vorhandenen Nicht- Triglyceridkontaminanten oder -Bestandteile befähigt ist.
In der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen wird der Ausdruck "Öl" für Fette verwendet, die bei Raumtemperatur fest sind, für Öle, die bei Raumtemperatur flüssig sind, und ihre Ersatzstoffe, und für beliebige andere Lipidmaterialien aus anderen Quellen, Nahrungsmitteln, physiologischen Flüssigkeiten und tierischen und pflanzlichen Geweben. Das Testverfahren und die Diagnostiktesteinheiten werden bevorzugt zum Testen von frischen oder gebrauchten Salat- oder Kochölen auf die Mengen an Nicht-Triglyceridbestandteilen oder -kontaminanten in diesen Ölen als Maß für ihre Anwendbarkeit verwendet; das erfindungsgemäße Testverfahren und die erfindungsgemäße Diagnostiktesteinheit sind jedoch ebenfalls zur Bestimmung der Bestandteile und Kontaminanten von Motorölen, Prozeßölen und anderen Kohlenwasserstoff- oder Olefinsubstanzen geeignet.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß ein breiter Bereich von Indikatoren, von denen man annahm, daß sie in in Öl nicht mischbaren Systemen oder in Öl-Lösungsmittel- Systemen nur als Reagensindikatoren wirken, unerwarteterweise in öl-mischbaren Systemen wirken. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, gehen wir davon aus, daß die Indikatoren der vorliegenden Erfindung entweder in einer polaren Umgebung wirken, gleichgültig, ob es sich um eine wäßrige oder nichtwäßrige Umgebung handelt, oder daß das als Ölkontaminante oder Abbauprodukt vorliegende Wasser in einer einzelnen micellaren Phase durch die Mono- und Diglyceride stabilisiert sein kann, in der die Micellen als reaktive oder interaktive Stellen oder Spezies für die Indikatoren dienen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die einzige Figur zeigt eine Diagnostiktesteinheit neben einer Farbvergleichskarte zum Farbvergleich.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist zur qualitativen oder quantitativen Bestimmung von als Kontaminanten oder Bestandteilen in Ölen, einschließlich Kochölen, Salatölen oder anderen Kohlenwasserstoff- oder Olefinsubstanzen, vorliegenden Nicht-Triglyceriden verwendbar. Das erfindungsgemäße Verfahren und die das erfindungsgemäße Verfahren verwendenden Diagnostiktesteinheiten verwenden einen Indikator, der, in Kombination mit einer Ölkontaminante oder einem Ölbestandteil, ein Reaktionsprodukt ergibt, das die Anwesenheit der Ölkontaminante oder des Ölbestandteils erkennbar macht, was wiederum den Oxidations-, Abbau- und/oder Kontaminationsstatus des Öls anzeigt oder die Anwesenheit von mit dem in Frage stehenden Öl verbundenen Bestandteilen. Die Kontaminanten oder Bestandteile in der durch das erfindungsgemäße Verfahren gemessenen Ölprobe umfassen beispielsweise FFAs, Seifen, gefärbte Materialien, Polymere, Abbauprodukte, Wechselwirkungsprodukte, Additive, Streckungsmittel, Nebenbestandteile und andere Stoffe unter den TPMs.
Der Indikator kann eine Farbänderung als ein Reaktionsprodukt, beispielsweise ein Chromogen, Farbstoff oder Pigment, ergeben. Der Indikator kann mechanisch wirken, um Spezies aus der Testlösung zu absorbieren und physikalisch zu entfernen, wobei andere Spezies zum Nachweis verbleiben. Derartige Indikatoren umfassen beispielsweise aktivierten Kohlenstoff, aktivierte Mineralien, synthetische Silicagele, Molekularsiebmaterialien oder Ionenaustauschmaterialien.
Beim Indikator handelt es sich bevorzugt um ein Material, das eine Farbänderung ergibt. Die Farbänderung kann im sichtbaren Bereich oder im ultravioletten Bereich liegen. Der Indikator kann beim Start farblos sein und bei Kontakt mit einer Ölkontaminante oder einem Ölbestandteil eine Färbung entwickeln, oder der Indikator kann beim Start gefärbt sein und farblos werden, oder der Indikator kann eine helle Färbung aufweisen und zu einer dunkleren Färbung oder zu einer anderen Farbe wechseln. Die Farbveränderung im UV-Bereich wird durch die Exposition der Testlösung gegen ultraviolettes Licht bestimmt, um die Farbänderung der Lösung von fluoreszierend zu nichtfluoreszierend oder umgekehrt nachzuweisen. Die Farbänderung kann weiterhin eine nachweisbare Verschiebung im UV-Spektrum sein.
Geeignete Indikatoren zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen Farbstoffe wie Bromphenolblau, Thymolblau, Xylenolblau, Bromcresolpurpur, Methylenviolett, Methylengrün, Methylorange, Methylrot, Patentblau, Bromthymolblau, Bromcresolgrün, Cresolindophenol, Triphenolindophenol, Thymolindophenol, FD&C-Blau Nr. 1 (Brilliantblau FCF), Malachitgrün, FD&C- Blau Nr. 2 (Indigokarmin), FD&C-Rot 40 (Allurarot AC), Methylgelb, Kongorot, Bromchlorphenolblau, Chlorphenolrot und Salze und Lacke der obigen Farbstoffe, die sich zur Herstellung in dieser Form eignen, wobei alle diese Stoffe in von den Fachleuten benutzten Indikatorlisten in Verkaufskatalogen oder technischen Sammelwerken oder Datenbanken enthalten sein können. Geeignete Indikatorfarbstoffe für den Test von TPMs umfassen Bromphenolblau, Thymolblau, Xylenolblau, Bromcresolpurpur, Methylenviolett, Methylengrün, Methylorange, Methylrot, Patentblau, Bromthymolblau, Bromcresolgrün, Cresolindophenol, Triphenolindophenol, Thymolindophenol, Malachitgrün und FD&C- Blau Nr. 1. Bevorzugte Farbstoffe für den Test von TPMs sind FD&C-Blau Nr. 1, Malachitgrün und Bromcresolgrün.
Ein besonders bevorzugter Indikatorfarbstoff für die Bestimmung von TPMs ist FD&C-Blau Nr. 1, dessen Farbe bis zu etwa 4% TPM Blau, bis zu etwa 13% TPM Blaugrün und bis zu etwa 17% TPM Hellgrün ist. Die Farbe ist dann bis zu etwa 24% TPM Grün und bei über 24% TPM Olivgrün, wenn sie entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird. Was bei diesen Farbeigenschaften besonders vorteilhaft ist, ist die Tatsache, daß 13% TPM ein oberer, für TPM-Gehalte von Ölen von Herstellern salziger Snack-Produkte bevorzugter Grenzwert ist. Die 17% TPM sind ein oberer Grenzwert, der für TPM-Gehalte von Ölen von kommerziellen Nahrungsmittelherstellern von gebratenen Fleischwaren mit Haut, Fisch- und Geflügelprodukten bevorzugt wird. Der 24% TPM-Wert ist der TPM-Grenzwert, der von Nahrungsmittel-Großbetriebseinrichtungen in ihrem zum erneuten Braten von vorher zubereiteten Nahrungsmitteln verwendetem Öl bevorzugt wird. Weiterhin ist der 24% TPM-Wert bei oder nur knapp unter dem maximalen TPM-Wert, der in Ölen für Nahrungsmittelverarbeiter und Nahrungsmittelbetriebseinrichtungen von den Dienst- bzw. Aufsichtsbehörden vieler europäischer Regierungen zugelassen ist.
Zum Test auf FFAs geeignete Indikatoren sind ebenfalls verwendbar, um alkalische Materialien zu testen. Die Indikatoren sind typischerweise pH-Indikatoren, die sowohl bei alkalischen als auch sauren pH-Werten einen Bereich an Farbänderungen durchmachen. Um eine Säure oder Säuren zu testen, wird eine leicht alkalische Testlösung verwendet, so daß die Farbe des Indikators dem niedrigeren Ende des alkalischen Bereichs entspricht. Das Vorliegen von FFAs, beispielsweise in einer Ölprobe, verschiebt den pH-Wert der Testlösung und die Indikatorfarbe in den sauren Bereich, wobei der Grad der Verschiebung eine Funktion der FFA-Konzentration ist.
Zum Testen alkalischer Materialien wird in ähnlicher Weise eine leicht saure Testlösung verwendet, so daß die Farbe des Indikators dem oberen Ende des sauren Bereichs entspricht. Das Vorliegen alkalischer Materialien in einer Ölprobe verschiebt den pH-Wert der Testlösung und die Indikatorfarbe in den alkalischen Bereich, wobei der Grad der Verschiebung eine Funktion der alkalischen Konzentration ist.
Der Anfangs-pH-Wert der Testlösung kann, falls notwendig, eingestellt werden, um eine leicht saure oder leicht alkalische Testlösung bereitzustellen. Geeignete alkalische Materialien zur pH-Einstellung umfassen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Triethanolamin, Imidazol und quaternäre Ammoniumsalze. Geeignete saure Materialien zur pH-Einstellung umfassen Mineralsäuren wie Salzsäure, Schwefel- oder Phosphorsäuren oder organische Säuren wie Zitronensäure und ähnliche Verbindungen. Zusätzliche Mengen an alkalischen oder sauren Materialien können hinzugegeben werden, um den pH der Testlösung zu erhöhen oder zu verringern, so daß der Indikator der Testlösung gegen FFAs oder alkalische Materialien weniger sensitiv ist und eher verwendbar ist, um jeweils höhere Konzentrationen dieser Analyten zu testen.
Geeignete Indikatoren für den Test von FFA oder alkalischen Materialien umfassen Bromphenolblau, Bromcresolgrün, Bromcresolpurpur, Methylgelb, Kongorot, Bromchlorphenolblau und Chlorphenolrot. Der bevorzugte Farbstoff ist Bromcresolgrün. Die Farbänderungen der pH-Indikatoren in den Glyceridsystemen entsprechen nicht dem Verhalten der Indikatoren in wäßrigen Systemen, und ein gewisses Austesten wird notwendig sein, um die pH-Höhen zu bestätigen, bei welchen Farbänderungen des Indikators stattfinden. Ein derartiges Austesten ist nicht zu aufwendig und ist in einfacher Weise gemäß der obigen Beschreibung vom Fachmann durchführbar.
Falls beispielsweise Bromphenolblau als Indikator verwendet wird, um einen charakteristischen Bereich an Farbveränderung für die Testlösung bei Vorliegen von FFAs in hohen Mengen zwischen etwa 7% und etwa 10% zu erhalten, muß die Testlösung etwa 0,1% Imidazol, ein alkalisches Material, enthalten. Ohne das alkalische Imidazol reagiert eine Bromphenolblau enthaltende Testlösung stattdessen auf alkalische Spezies.
Die Testlösung umfaßt weiterhin einen Träger, in dem das zu testende Öl löslich ist und in dem der Indikator beigemischt bereitgestellt werden kann. Der Indikator und der Träger sollten in solchen Mengenverhältnissen vorliegen, die wirksam sind, um nachweisbare Mengen eines Reaktionsprodukts als eine Funktion der Menge an Kontaminanten oder Bestandteilen im Öl bereitzustellen, d.h. die Testlösung sollte eine wirksame Menge des Indikators relativ zum Träger enthalten, um meßbare Mengen eines gewünschten Reaktionsprodukts in Reaktion auf Mengen von zu testenden Ölkontaminanten oder Ölbestandteilen bereitzustellen.
Geeignete Träger umfassen öl-mischbare organische Träger wie Monoglyceride, Diglyceride und Mischungen hiervon. Einsetzbare Monoglyceride sind Glycerylmonooleat, Glycerylmonostearat, Glycerylmonolaurat und ihre Mischungen. Bevorzugte Monoglyceride sind Glycerylmonooleat, Glycerylmonostearat und Mischungen hiervon. Ein bevorzugteres Monoglycerid ist Glycerylmonooleat. Einsetzbare Diglyceride sind Glyceryldioleat, Glyceryldistearat, Glyceryldilaurat und Mischungen hiervon. Bevorzugte Diglyceride sind Glyceryldioleat, Glyceryldistearat und ihre Mischungen. Ein bevorzugteres Diglycerid ist Glyceryldistearat.
Die speziellen Monoglyceride und Diglyceride als auch das verwendete Verhältnis von Monoglycerid zu Diglycerid können ausgewählt werden, um einen gewünschten Schmelzpunkt als auch eine Kompatibilität mit den anderen Reagentien der Testlösung, die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, zu erhalten. Das Gewichtsverhältnis von Monoglycerid zu Diglycerid kann zwischen etwa 0:100 und etwa 100:0 liegen. Bevorzugterweise liegt das Verhältnis zwischen etwa 3:1 und etwa 1:3. Noch bevorzugter liegt das Verhältnis bei etwa 1:1.
Es ist anzumerken, daß Mono- und Diglyceride von kommerzieller Herkunft in ihrem Antioxidationsmittel-, Glyceridester- und Säure-/Alkaligehalt variieren. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Mono- und Diglyceride müssen deshalb gescreent werden, u.U. von Ansatz zu Ansatz, um festzulegen, welche Einstellungen, falls notwendig, notwendig sind, um eine Testlösung des gewünschten pH-Wertes zu erhalten. Die Acidität einer Mono- oder Diglyceridprobe ist vom Fachmann gemäß AOCS Ca5a-40 in einfacher Weise bestimmbar. Die Alkalinität ist durch AOCS Cc17-79 bestimmbar.
Die vorliegende Erfindung umfaßt ein analoges Farbtestverfahren, bei dem die Farbänderung schrittweise über einen breiten Farbbereich stattfindet, dessen Farbe oder Intensität die Menge der Ölkontaminante oder des Ölbestandteils angibt. Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein digitales Farbtestverfahren, bei dem die Farbänderung bei einer vorherbestimmten Menge an Ölkontaminante oder -bestandteil als scharfe Grenze auftritt, die eine Menge der Kontaminante oder des Bestandteils bei etwa dieser Menge oder über dieser Menge anzeigt. Um einen derart scharfen Farbumschlag zu erhalten, verwenden die digitalen Farbtestverfahren ein Chromogen, das bei Reaktion mit einem Analytmolekül eine schnelle, scharfe Farbänderung ergibt. Typische Chromogene umfassen Dithiazon zum Nachweis spezifischer Metallionkontaminanten.
Unabhängig davon, ob die Analytkonzentration im erfindungsgemäßen Farbtestverfahren durch das Vorliegen oder den Grad an Farbänderungen bestimmt wird, enthält die Testlösung eine wirksame Menge des Indikators, so daß bei Vermischung einer vorbestimmten Menge der Testlösung mit einer vorbestimmten Menge der Ölprobe eine ausreichende Farbänderung erhalten wird, wenn eine charakteristische Menge an Kontaminanten oder Bestandteilen im Öl vorliegt. Typischerweise enthält die Lösung von etwa 0,001 bis etwa 0,10 Gewichtsteile des Indikators pro 100 Gewichtsteile der Testlösung. Für den Indikator Malachitgrün wurde ein typischer erwünschter Bereich gefunden, der bei etwa 0,002 bis etwa 0,006 Gewichtsteilen dieses Farbstoffs auf 100 Gewichtsteile der Testlösung liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Farbtestverfahrens wird eine wirksame Menge des Indikators in die Testlösung aufgenommen, so daß dann, wenn eine vorbestimmte Menge der Testlösung mit der vorbestimmten Menge eines eine Menge an Kontaminanten enthaltenden Öls, die das Öl zum weiteren Kochen ungeeignet macht, vermischt wird, eine ausreichend sichtbare Farbänderung auftritt, so daß eine schnelle und einfache Bestimmung durchführbar ist, um ein derart verbrauchtes Öl zu verwerfen oder es zu behandeln, um diese Kontaminanten zu entfernen. Die erforderliche Indikatormenge, um auf diese Bereiche der Kontaminantenkonzentration zu reagieren, die typischerweise in gebrauchten, zu testenden Kochölproben vorkommen, ist in einfacher Weise aufgrund der vorangehenden Beschreibung von einem auf diesem Gebiet arbeitenden Fachmann bestimmbar. Ein derartiger Bereich umfaßt die Kontaminantenmenge, die, wenn sie in gebrauchtem Kochöl vorliegt, ein Verwerfen oder eine Behandlung des Öls erforderlich macht. Demnach werden ausreichende relative Mengen an Träger und Indikator verwendet, um den am klarsten unterscheidbaren Bereich an Farben zu erhalten, der den verschiedenen Mengen an Kontaminanten in einer Ölprobe entspricht, und um bei etwa der Menge an Kontaminanten, die ein Verwerfen oder eine Behandlung des Öls erforderlich macht, eine deutliche Farbänderung hervorzurufen.
Die Farbänderungen von Bromcresolpurpur und Bromthymolblau reagieren auf erhöhte Temperaturen sensitiv und sollten nicht in Testlösungen verwendet werden, die sich nach dem Vermischen mit der Ölprobe bei Temperaturen von über 120ºC stabilisieren.
Diese Temperatursensitivität kann jedoch vorteilhaft verwendet werden. Es wurde nunmehr gefunden, daß sich Öle, die Abbauprodukte in solchen Mengen enthalten, die sie zur weiteren Kochverwendung ungeeignet machen, bei Einwirkung von Mikrowellenenergie auf Temperaturen von über 120ºC erwärmen, während zum weiteren Gebrauch geeignete Öle dieses Verhalten nicht aufweisen. Die Eignung eines Öls zur weiteren Verwendung kann durch Vermischen einer vorbestimmten Menge des Öls mit einer vorbestimmten Menge an Bromcresolpurpur oder Bromthymolblau enthaltenden Testlösung und Einwirkenlassen von Mikrowellenenergie für etwa 1 bis 5 Minuten auf die erhaltene Mischung schnell bestimmt werden. Die Entwicklung einer Farbänderung wird anzeigen, daß das Öl zur weiteren Verwendung ungeeignet ist.
Während das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Diagnostik-Testkit üblicherweise zum direkten Testen einer Ölprobe verwendet werden, kann die Ölprobe auch zunächst mit einem primären Reagens umgesetzt werden, dessen Produkt dann durch die Testlösung getestet wird. Das primäre Reagens kann in der Testlösung enthalten sein und mit Bestandteilen der Ölprobe reagieren, um durch den Indikator zu testende Nicht- Triglyceride zu ergeben. Typische primäre Reagentien umfassen für eine spezielle Fettsäure spezifische Lipidenzyme, so daß durch bestimmte Fettsäuregruppen identifizierbare Triglyceride in Proben nachweisbar sind, in denen FFAs ansonsten nicht vorliegen. Die Lipase schneidet die Fettsäure, falls sie vorhanden ist, vom Triglycerid und macht sie zum Nachweis als Säure verfügbar. Ein positives FFA- oder Aciditätsergebnis würde dann die Anwesenheit des durch die Fettsäure identifizierbaren speziellen Triglycerids anzeigen und könnte so den Ursprung der Ölprobe nahelegen. Beispielsweise würde eine für Laurinsäure spezifische Lipase Laurinsäuregruppen in der Testlösung von sie enthaltenden Triglyceriden abspalten. Falls die Ölprobe keine Laurinsäure enthaltenden Triglyceride aufwies, würde eine negative FFA-Ablesung resultieren. Ölproben mit Laurinsäure enthaltenden Triglyceriden, typischerweise von tropischen Ölen, würden Laurinsäure in der Testlösung abspalten und eine positive FFA-Ablesung ergeben, die das Vorliegen dieser Triglyceride anzeigen würde.
Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin den Test von Nicht- Triglyceriden, die nicht zu den FFAs, alkalischen Verbindungen und TPMs gehören. Beispielsweise ist die Tocochinonkonzentration spektrophotometrisch unter Verwendung der Öle, in denen diese Verbindung allgemein vorkommt, als interner Referenzstandard bestimmbar. Chlorophyll ist spektrophotometrisch unter Verwendung von FD&C-Blau Nr. 1 als interner Verdünnungsreferenzstandard identifizierbar. Schwermetalle sind durch eine sichtbare Farbänderung unter Verwendung von Dithiazon als Indikator identifizierbar. Aldehyde und Ketone sind durch eine sichtbare Farbänderung identifizierbar, nachdem zunächst eine Probe mit Dinitrophenylhydrazin als primäres Reagens umgesetzt und dann Iod oder Brom als Indikator verwendet wird. Ungesättigte Materialien sind durch eine sichtbare Farbänderung unter Verwendung von Iod oder Brom als Indikator ebenfalls identifizierbar, und Peroxide sind durch eine sichtbare Farbänderung unter Verwendung von Iod als Indikator identifizierbar.
Die Gossypolkonzentration ist spektrophotometrisch unter Verwendung von FD&C-Blau Nr. 1 als interner Verdünnungsreferenzstandard identifizierbar. Die Ranzidität ist durch eine sichtbare Farbänderung unter Verwendung von Phloroglucinol als Indikator identifizierbar. Wasser ist durch eine sichtbare Farbänderung unter Verwendung einer Suspension aus feinen wasserfreien Kupfer- oder Kobaltsalzen als Indikator identifizierbar. Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium- oder andere Metallionen sind durch eine sichtbare Farbänderung unter Verwendung bekannter Mengen an FFA als primäres Reagens mit einem alkalischen Indikator zum Nachweis der gebildeten Seifen identifizierbar. Eisen ist durch eine sichtbare Farbänderung unter Verwendung von Gerbsäure, Dithiazon- oder Gallussäure identifizierbar.
Proteine sind mit einem Aminosäurerest-Reagensindikator identifizierbar. Sucrosepolyester-Fettersatzstreckungsmittel sind mit einem Kohlenhydratrest-Reagensindikator identifizierbar.
In den meisten Fällen umfaßt der Träger das meiste der Testlösung mit der Ausnahme des Indikators; es ist jedoch anzumerken, daß auch andere Materialien in der Testlösung vorliegen können.
Ein oder mehrere wahlweise Verdünnungsmittel sind zum Lösungsmittel hinzufügbar, um den Schmelzpunkt, die Reaktionsgeschwindigkeit, die Kristallisationsrate und die Systemlöslichkeit auf gewünschte Höhen einzustellen. Diese Verdünnungsmittel umfassen andere Monoglyceride und Glyceridester als auch Paraffinöle wie Mineralöle, Lipide und andere Fettmaterialien, einschließlich hydrierte und teilhydrierte Öle wie Kokosnußöl, Olivenöl, Palmöl, Erdnußöl, Rapssaatöl, Canolaöl, Reissaatöl, Reiskleieöl, Sojabohnenöl, Baumwollsaatöl, Sonnenblumenöl, Sesamöl, Safloröl, Talge, Fischöle, Geflügelöle, Fettersatzstoffe und Mischungen hiervon. Natürliche oder synthetische Wachse können ebenfalls als Verdünnungsmittel dienen; sie umfassen Paraffinwachs, Petrolatum, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, mikrokristallines Wachs, Bienenwachs, Carnaubawachs, Candelillawachs, Lanolin, Lorbeerwachs, Spermazet, Reiskleiewachs und Kombinationen hiervon. Die Verdünnungsmittel sind weiterhin verwendbar, um eine Opaleszenz und Brechungseigenschaften zu erhalten und die teilweise löslichen Bestandteile zu suspendieren oder die Bestandteile, insbesondere den Indikator, einzukapseln.
Die Verdünnungsmittel werden typischerweise verwendet, um den Schmelzpunkt der Testlösung einzustellen. Wenn die Testlösung kein Verdünnungsmittel enthält, liegt der Schmelzpunkt tpyischerweise zwischen etwa 30ºC und etwa 80ºC, bevorzugt zwischen etwa 40ºC und etwa 75ºC, und am meisten bevorzugt zwischen etwa 50ºC und etwa 70ºC. Verdünnungsmittel mit einem niedrigeren Schmelzpunkt wie Mineralöle und Kristallinhibitoren sind verwendbar, um den Schmelzpunkt der Testlösung auf Temperaturen bis zu etwa 18ºC zu senken, um eine Testlösung bereitzustellen, die bei Raumtemperatur flüssig ist. Verdünnungsmittel mit einem höheren Schmelzpunkt können hinzugegeben werden, um den Schmelzpunkt der Testlösung zu erhöhen, um eine Lösung bereitzustellen, die bei Raumtemperatur und bei erhöhten Temperaturen fest ist, wie sie bei den Verteilungsbedingungen üblich sind. Dies ergibt ein Produkt, das über große Entfernungen leicht transportierbar ist. Die erhöhten Temperaturen beeinträchtigen das erfindungsgemäße Verfahren nicht, da die Testlösung gewöhnlicherweise mit einem gebrauchten Kochöl unter Verfahrensbedingungen über 120ºC vermischt wird.
Die Diagnostiktesteinheiten der vorliegenden Erfindung werden durch Kombination der Testlösung mit einem geeigneten physikalischen Träger hergestellt. Das Trägerelement kann ein beliebiges Material sein, das zum Stützen des Systems zum Einwirkenlassen des Analyten befähigt ist, und bevorzugt ist der Träger gegen die Reaktionspartner inert. Spezielle Beispiele umfassen Schichten, Stäbchen, Gewebe, Filter, Streifen und Behälter wie Ampullen oder Röhrchen, einschließlich Kapillarröhrchen, oder andere Behälter. Geeignete Materialien umfassen Glas, Cellulose, Holz, Metall, Textilien oder Polymermaterialien wie Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylate, Polycarbonate, polymere Fluorkohlenstoffe und ähnliche Verbindungen. Die Testeinheit kann auf ein Material aufgenommen werden, das zur Aufnahme der Analytlösung durch Kapillarwirkung befähigt ist, beispielsweise ein saugfähiges Material oder ein Kapillarrohr oder andere ähnliche Mittel. Das Kapillarmaterial sollte eine festgesetzte und reproduzierbare Menge an Flüssigkeit aufnehmen. Saugfähige Materialien umfassen Metalloxide, Polymermaterialien, Hybridpolymer/Keramiken als auch Cellulosederivate.
Der bevorzugte physikalische Träger ist ein Polypropylenröhrchen oder eine Polypropylenampulle, die in Massen herstellbar ist, um eine festgesetzte und reproduzierbare Menge der Testlösung und der Analytprobe aufzunehmen. Das Röhrchen kann volumetrisch oder bis zu einer Markierung aufgefüllt werden. Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ein die Testlösung enthaltendes Polypropylenröhrchen, auf die eine einzelne Füllhöhenlinie aufgedruckt ist, die das zum Vermischen mit der Testlösung geeignete Volumen der Ölprobe anzeigt.
Es ist eine Anzahl von Verschlüssen in einer Vielzahl von Formen verwendbar, um eine oder mehrere Oberflächen der Testlösung zu bedecken und die Oberflächen vor Umwelteinflüssen zu schützen. Wenn der Träger ein Polypropylenröhrchen ist, kann das Innere des Röhrchens zusammen mit dem Meniskus der Lösung mit dem Verschluß bedeckt sein, um eine Sperrschicht zwischen der Umgebung und der Testlösung zu schaffen. Der Verschluß sollte für Gase und Flüssigkeiten, die durch das Polypropylenröhrchen dringen können, beispielsweise Kohlendioxid, Sauerstoff und Wasser bei erhöhten Temperaturen, undurchlässig sein. Typische Verschlüsse umfassen Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Naturwachse, synthetische Polymere wie Polyethylene mit einem niedrigen Molekulargewicht und ähnliche Materialien und Monoglyceride mit einem höheren Molekulargewicht. Eine Acrylatbedeckung kann ebenfalls angewandt und in situ unter Verwendung von UV-Licht vernetzt werden.
Die Gebrauchsfähigkeitsdauer bestimmter Diagnostiktesteinheiten der vorliegenden Erfindung ist verbesserbar, wenn die Inhaltsstoffe vor der Verwendung in getrennte Trägerschichten aufgeteilt sind. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, sollen in einer alkalisensitive Farbstoffe und ein alkalisches Grenzwertmittel verwendenden Testeinheit beide Bestandteile in getrennten Trägerschichten, getrennt durch ein Verschlußmittel, vor der Verwendung gehalten werden. Die zu testende Ölprobe würde dann bei einer erhöhten Temperatur, die ausreichend ist, um die Verschlußschicht zu schmelzen, zugegeben werden. Dies kann diejenige Temperatur sein, bei der die Ölprobe vom Nahrungsmittelprozeß entfernt wird, oder es kann notwendig sein, die Ölprobe vor der Vereinigung mit der Testlösung zu erhitzen. Bei temperatursensitiven Ölen kann die Diagnostiktesteinheit vor dem Testen erhitzt werden. Die physikalische Form der Testlösung bei Raumtemperatur kann flüssig, fest oder eine Mischung aus beiden sein, beispielsweise eine in einer Feststoffhülle oder -matrix eingeschlossene Flüssigkeit oder eine in einem physikalischen Träger durch eine Feststoffschicht eingeschlossene Flüssigkeit. Eine andere Form ist die einer Tablette oder Kapsel, die getrennt vom physikalischen Träger lagerbar ist und mit dem physikalischen Träger entweder genau vor der Zugabe einer Ölprobe oder nach Zugabe der Probe in Kontakt gebracht wird.
In der Testlösung sind weiterhin inerte Füllstoffe, Bindemittel, Tenside, usw. verwendbar, um die Adhäsion des Systems an den Träger und die Systemmischbarkeit zu fördern. Die Adhäsion der erfindungsgemäßen Testlösung an Kunststoffträger ist durch Corona-Entladungsbehandlung des Kunststoffs ebenfalls verbesserbar.
Wenn es sich bei dem physikalischen Träger um ein Polypropylenröhrchen handelt, kann der Träger mit einem Deckel, beispielsweise einem Schraubdeckel oder einem Schnappdeckel, verschlossen sein. Diese Deckel können in ihrem Inneren weiterhin eine Vertiefung enthalten, um einen Inhaltsstoff von anderen Bestandteilen der Testlösung abzutrennen, um die Gebrauchsfähigkeitsdauer der Testlösung zu verbessern. Der Verschluß kann weiterhin mit einem Band oder einer Abdeckung zur Originalitätssicherung versehen sein, um die Unversehrtheit der Testergebnisse sicherzustellen. Die Originalitätssicherung könnte nach der Herstellung und vor dem Testen angebracht werden, um die Qualität der Testlösung sicherzustellen, und sie könnte nach Durchführung des Tests zum Schutz der Testergebnisse angebracht werden. Die Originalitätssicherung ist weiterhin als ein Bereich zur Information oder zur Identifikationsbeschriftung verwendbar.
Eine Diagnostiktesteinheit kann, wenn sie in Form eines Röhrchens oder eines anderen Behälters vorliegt, weiterhin eine Bewegungseinrichtung umfassen, um ein inniges Vermischen der Testlösung und der zu analysierenden Ölprobe sicherzustellen. Derartige Bewegungseinrichtungen umfassen Kunststoff- oder Glaskügelchen, Kugeln aus rostfreiem Stahl, Rührschaufel und/oder Rührstange oder -stab, Magnetrührer oder Ultraschallempfänger. Die Bewegungseinrichtungen sind weiterhin zum Einkapsein eines oder mehrerer der Bestandteile der Erfindung, beispielsweise des Indikators, verwendbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Diagnostiktesteinheiten umfassen weiterhin einen internen oder externen Referenzstandard zur Korrelation des mit dem getesteten Ölbestandteil oder der getesteten Ölkontaminante erhaltenen Reaktionsprodukts in qualitativer oder quantitativer Weise. Das erfindungsgemäße digitale Farbtestverfahren erfordert keinen Referenzstandard, da bei einer vorbestimmten Konzentration des Analyten eine plötzliche Farbänderung stattfindet. Das erfindungsgemäße analoge Farbverfahren umfaßt weiterhin ein Farbvergleichsmittel. TPM-Bestimmungsverfahren umfassen Farbvergleichsmittel, die unter Bezug auf IUPAC-AOAC-Verfahren kalibriert wurden. Auf pH-Bestimmungen basierende Verfahren umfassen Farbvergleichsmittel, die mit Standardlösungen kalibriert wurden. Die Farbvergleichsmittel setzen Lösungsfarben mit der Analytkonzentration in Beziehung.
Die Analytkonzentration muß durch die Farbentwicklung nicht angezeigt werden. Die erfindungsgemäße Testlösung kann einen internen Referenzstandard umfassen, beispielsweise einen Farbstoff zur spektrophotometrischen Bestimmung der Ölprobe, wobei das Spektrum des Öls mit dem Spektrum des internen Standards verglichen wird. Dies kann die Erhitzungsgeschichte, den Oxidationssstatus und das Vorhandensein oder Fehlen von Kontaminanten oder Nebenbestandteilen in der Ölprobe anzeigen. Der Spektralvergleich kann ebenfalls mit der Analytkonzentration gleichgesetzt werden.
Weiterhin können die Farbvergleichseinrichtung oder die internen Standardreferenzspektren in die Computer-Software eingebaut und auf einem Bildschirm zum Vergleich mit den Testergebnissen angezeigt werden.
Die relativen Mengen der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Testlösung hängen von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich der Konzentration des Indikators in der Testlösung, der erwarteten Menge an Kontaminanten oder der Bestandteile im zu testenden Öl, usw.. Das Verhältnis der Testlösung zur Ölprobe wird dementsprechend variieren, typischerweise im Bereich von etwa 1:20 bis etwa 1:1, Testlösung zu Ölprobe, wobei der Bereich aufgrund der obigen Beschreibung ohne weiteres von einem Fachmann bestimmbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach durchführbar, sogar für das relativ unerfahrene Personal von Fast-Food-Geschäften und kommerziellen Nahrungsmittelverarbeitungsproduzenten. Der Test wird durch Vermischen einer vorbestimmten Menge an Testlösung mit einer vorbestimmten Menge der zu testenden Ölprobe durchgeführt. Die Öllösung und die Testlösung werden auf oder in der Trägereinrichtung vermischt. Die Trägereinrichtung ist entweder bedeckt oder verschlossen. Das Vermischen wird typischerweise mittels Bewegung durch an sich bekannte mechanische Mittel gefördert. Das Öl und die Testlösung sollten flüssig sein, und sie sollten, falls dies nicht der Fall ist, durch Kontakt mit einer Wärmequelle flüssig gemacht werden. Die Ölprobe und die Testlösung sollten vermischt werden, bis eine gleichmäßige homogene Mischung erhalten wird, und die Produktion des Reaktionsprodukts des Analyten und des Indikators wird maximiert. Der Analyt in der Ölprobe wird dann qualitativ oder quantitativ durch Vergleich des Reaktionsprodukts zum internen oder externen Referenzstandard getestet.
Zur Durchführung der vorliegenden Erfindung sind keine weiteren speziellen Bedingungen als die oben genannten notwendig. Demnach ist das erfindungsgemäße Verfahren bei Umgebungsbedingungen durchführbar. Es sind jedoch auch andere Bedingungen verwendbar, wenn sie das Reaktionsprodukt, das üblicherweise durch die vorbestimmten Mengen der Testlösung und der Ölprobe erhalten werden würde, nicht in unerwarteter Weise verändern.
Wie oben beschrieben, vergleicht das erfindungsgemäße Farbtestanalogverfahren die entstandene Farbänderung mit einem externen Farbstandard, der die Farbentwicklung mit der Analytkonzentration gleichsetzt bzw. in Beziehung setzt. Der externe Farbstandard ist typischerweise eine Farbvergleichskarte. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Karte aus durchsichtigen Farben hergestellt, die auf ein durchsichtiges Material gedruckt sind, wobei sowohl die Farbe als auch das Material Lichtdurchlässigkeitseigenschaften aufweisen, die den Lichtdurchlässigkeitseigenschaften der Testlösung und der Trägereinrichtung der Diagnostiktesteinheiten entsprechen. Sowohl die Karte als auch die Testlösung werden nebeneinander gegen das Licht gehalten und verglichen. Der Vergleich von lichtdurchlassenden Farben anstatt lichtreflektierenden Farben eliminiert Ungenauigkeiten, die durch unterschiedliche Reflexionseigenschaften der verglichenen Materialien eingeführt werden. Der Anwender bringt den Teil der Karte mit einer Farbe, die der in der Testlösung entwickelten Farbe am nächsten kommt, in Übereinstimmung. Diese Farbe wird dann mit der Analytkonzentration in der oben beschriebenen Weise gleichgesetzt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 umfaßt eine Diagnostiktesteinheit 9 beispielsweise ein Polypropylenröhrchen 7, das mit einer Kappe 6 verschlossen ist, wobei auf das Röhrchen eine Füllinie 8 aufgedruckt ist. Das Röhrchen enthält eine Testlösungsmenge von vorbestimmter Menge, die das geeignete Verhältnis von Testlösung zu Ölprobe ergibt, wenn das Röhrchen bis zur Füllinie 8 mit der Ölprobe aufgefüllt wird. Sobald die Ölprobe zur Testlösung zugegeben und vermischt wurde und die maximale Farbentwicklung stattgefunden hat, wird die entwikkelte Farbe mit der Farbvergleichskarte 10 verglichen.
Die abgebildete Karte ermöglicht Ergebnisse für den Test von TPMs mit. FD&C-Blau Nr. 1, und es werden die Farbabschnitte 1-5 gezeigt. Der Farbabschnitt 1 ist blau und entspricht TPMs unter 5%. Der Farbabschnitt 2 ist blaugrün und entspricht TPMs zwischen etwa 5 und etwa 12%. Der Farbabschnitt 3 ist hellgrün und entspricht TPMs zwischen etwa 13 und etwa 16%. Der Farbabschnitt 4 ist grün und entspricht TPMs zwischen etwa 17 und etwa 23%. Der Farbabschnitt 5 ist olivgrün und entspricht TPMs von etwa 24% und darüber.
Wie die Fig. 1 zeigt, wird das Röhrchen 9, in dem sich die Farbänderung entwickelt hatte, an die Farbvergleichskarte 10 gehalten, und beide werden gegen das Licht gehalten, um zu bestimmen, welche der fünf Farben auf der Karte der Farbentwicklung der Testlösung am nächsten entspricht. Der TPM-Bereich für die ausgewählte Kartenfarbe ist mit der TPM-Konzentration der Ölprobe gleichzusetzen.
Bei einen internen Referenzstandard verwendenden Verfahren ist die Trägereinrichtung der Diagnostiktesteinheit befähigt, als Spektrophotometrieprobenzelle zu dienen. Die Ölprobe und die Testlösung werden in der Trägereinrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vermischt, und die Trägereinrichtung wird in die Probenhalterung eines Spektralphotometers gesetzt. Das Spektrum der Mischung wird dann in bezug auf den internen Standard aufgezeichnet. Dies ermöglicht einen Vergleich des Spektrums mit anderen standardisierten Spektren und die Entwicklung einer Kalibrierungskurve zur quantitativen Analyse eines Analyten.
Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren Ergebnisse ermöglicht, die ausgezeichnet mit den IUPAC-AOAC-Verfahren und den Verfahren der American Oil Chemists Society und anderen, allgemein durchgeführten Tests zum Testen von Ölproben auf Kontaminanten oder Bestandteile korrelieren. Es wurde gezeigt, daß die Erfindung in verläßlicher Weise den Zustand einer Ölprobe anzeigt, ohne daß die Notwendigkeit bestünde, komplexe und langwierige Labortestverfahren durchzuführen.
Die erfindungsgemäße Diagnostiktesteinheit kann in Form eines Sets bereitgestellt werden, das mehr als eine Testlösung mit unterschiedlichen Indikatoren enthält, die verschiedene Bereiche bereitstellen, über die eine Ölprobe auf eine Kontaminante oder einen Bestandteil getestet werden kann. Die unterschiedlichen Indikatoren können weiterhin für verschiedene Kontaminanten oder Bestandteile spezifisch sein. Beispielsweise ist eine Testeinheit für eine hohe FFA-Konzentration, eine mittlere FFA-Konzentration und eine niedrige FFA-Konzentration, zusammen mit Testeinheiten für hohe, mittlere und niedrige Konzentrationen alkalischer Verbindungen und TPMs bereitstellbar. Auf diese Weise sind spezielle Kontaminanten, Bestandteile und ihre Konzentrationen in Ölen mit einem Set von Testeinheiten, basierend auf einer üblichen Technologie, identifizierbar.
Die erfindungsgemäße Testlösung und die erfindungsgemäßen Diagnostiktesteinheiten sind durch übliche Mittel herstellbar. Das Herstellungsverfahren kann in Abhängigkeit von der speziell herzustellenden Diagnostiktesteinheit etwas variieren, ohne von den wesentlichen, in der Technologie üblichen Parametern abzuweichen. Der Indikator wird mit dem Träger vermischt, bis eine gleichmäßige Mischung erhalten wird. Wahlweise Materialien können dann zu diesem Zeitpunkt hinzugefügt werden, wobei die Mischung fortgesetzt wird, bis eine gleichmäßig homogene Mischung erhalten wird. Materialien mit einem hohen Schmelzpunkt können entweder durch Erhitzen des Materials hinzugegeben werden bis es flüssig ist, oder durch Erhitzen der Mischung, bis das Material mit dem hohen Schmelzpunkt aufgenommen ist. Das Material wird dann auf oder in das Trägermittel aufgetragen, versiegelt und zur Verteilung verpackt.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung, wobei die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Alle Prozentangaben in der Beschreibung beziehen sich auf Gewichtsprozente, falls dies nicht anders angegeben ist.

Beispiele

Beispiel 1

Durch Vermischen von 0,0075 g FD&C-Blau Nr. 1-Farbstoff mit 100 g Glycerylmonooleat und Glycerylmonostearat in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 wurde eine Testlösung zur Bestimmung des Gesamtgehalts an polaren Materialien (TPM = total polar materials) hergestellt.
Es wurde eine Reihe von aus 30 Restaurants stammenden, leicht hydrierten Sojabohnenölproben mit bekannten TPM-Konzentrationen hergestellt, bei denen sich die TPM-Konzentrationen mit Zunahmen von 1% erhöhten. 4 ml einer jeden Ölprobe wurden in einem Glasfläschchen (Phiole) mit 0,5 ml der Testlösung vermischt. Die Glasfläschchen wurden verschlossen und solange geschüttelt, bis man eine homogene Mischung erhielt. In jeder Probe trat innerhalb 1 Minute eine maximale Farbentwicklung auf. Die Farben der Testlösung in bezug auf die TPM-Konzentrationen sind in der Tabelle I angegeben. TABELLE I Farbe der Testlösung TPM-Konzentration blau blaugrün hellgrün grün olivgrün unter bis und darüber
4 ml einer in ähnlicher Weise erhaltenen Ölprobe mit einer unbekannten TPM-Menge werden in gleicher Weise mit 0,5 ml der Testlösung vermischt. Nach dem Schütteln und nach Eintreten der maximalen Farbentwicklung wurde die Farbe der Testlösung mit der grünen Farbe verglichen, und es ergab sich ein TPM- Gehalt von zwischen etwa 17 und etwa 23%.

Beispiel 2

Eine Testlösung für den Test auffreie Fettsäuren (FFA) wurde wie im Beispiel 1 angegeben hergestellt, wobei 0,0250 g Bromcresolgrün als Indikator verwendet wurden. Zu dieser Mischung wurden 0,1 Gew.-% Kaliumhydroxid zugegeben.
Es wurde eine Reihe von aus 5 Restaurants stammenden hydrierten Sojabohnenölproben mit bekannten FFA-Konzentrationen hergestellt, bei denen die FFA-Konzentrationen sich um 1% erhöhten. 4 ml einer jeden Ölprobe wurden in einem Glasfläschchen mit 0,5 ml der Testlösung vermischt. Die Glasfläschchen wurden geschüttelt, und die Farbentwicklung wurde wie im Beispiel 1 beschrieben ermöglicht. Die Farben der Testlösungen in bezug auf die FFA-Konzentrationen sind in der Tabelle II dargestellt. TABELLE II Farbe der Testlösung FFA-Konzentration blau hellblau blaugrün gelb unter über
4 ml einer in ähnlicher Weise erhaltenen Ölprobe mit einer unbekannten FFA-Menge wurden in gleicher Weise mit 0,5 ml der Testlösung vermischt, und die Farbentwicklung wurde zugelassen. Die Farbe der Testlösung entsprach der blaugrünen Farbe, was einer Konzentration von 3% FFA entsprach.

Beispiel 3

Eine Testlösung für den Test alkalischer Materialien wurde wie im Beispiel 1 unter Verwendung von 0,005 g Bromphenolblau als Indikator und 100 g Glycerinmonooleat als Träger hergestellt.
Eine Reihe von 10 hydrierten Sojabohnenölproben mit bekannten Seifenkonzentrationen wurde hergestellt, wobei die Seifenkonzentrationen mit 0,1% zunahmen. 4 ml einer jeden Ölprobe wurden mit 0,5 ml der Testlösung vermischt, geschüttelt, und die Entwicklung der Farbänderung wurde wie im Beispiel 1 zugelassen. Die Farben der Testlösungen in bezug auf die Seifenkonzentrationen sind in der Tabelle III angegeben. TABELLE III Farbe der Testlösung Seifenkonzentration gelb leicht grün blaßblau dunkelblau
4 ml einer in ähnlicher Weise erhaltenen Ölprobe mit einer unbekannten Seifenmenge wurden in gleicher Weise mit 0,5 ml der Testlösung vermischt, und die Farbentwicklung wurde zugelassen. Die Farbe der Testlösung entsprach der blaßblauen Farbe, was eine Seifenkonzentration von 0,3% anzeigte.

Beispiel 4

Unter Verwendung elektrisch beheizter kleiner Pfannen wurde das Frittieren bzw. Braten in einem Restaurant simuliert, wobei eine Mischung aus 75% Pommes frites, 15% paniertem Hühnchen und 10% paniertem Fisch als Nahrungsmischung frittiert bzw. gebraten wurde. Es wurden zwei ungesättigte Sojabohnenöle mit Iodwerten (IV) von 102 bzw. 105 verwendet, die allgemein zur Wiederherstellung vorgebratener Nahrungsmittel verwendet werden.
Die Bratgeschichte der zwei Öle ist in der Tabelle IV angegeben, die sowohl die insgesamt vergangene Zeit, die das Öl in der erhitzten Bratpfanne war, als auch die insgesamt vergangene Gebrauchszeit, während der das Öl zum Braten von Nahrungsmitteln verwendet wurde, zeigt. In regelmäßigen Abständen wurden 4 ml Proben der Öle mit 0,5 ml der Testlösung aus Beispiel 3 vermischt. Die Proben wurden innig vermischt, in einen Heimmikrowellenofen Sharp Carousel II mit 650 Watt überführt und für eine Zeitdauer von 5 Minuten der Mikrowellenenergie ausgesetzt. Dieser Zeitraum war für jede Probe ausreichend, um sie auf die maximale Temperatur zu erhitzen, die bei Einwirkenlassen der Mikrowellenenergie möglich war; diese Temperatur ist als Curie-Temperatur bekannt; diese Temperaturen wurden unter Verwendung eines Temperaturmeßfüllers gemessen.
Die Temperaturprofile der zwei Probenreihen sind ebenfalls in der Tabelle IV angegeben. Die Ölprobe mit 105 IV entwickelte schließlich Curie-Temperaturen von über 120ºC, was zu einer Farbentwicklung in der Testlösung führte. Diese Farbentwicklung stimmte mit einem Abfall der Ölleistung überein. Die Ölprobe mit 102 IV behielt über die Zeitdauer des Tests eine annehmbare Leistung bei. Das Öl entwickelte nie eine Curie- Temperatur von über 110º, und die mit diesem Öl vermischten und der Mikrowellenenergie ausgesetzten Testlösungen wiesen nie eine Farbänderung auf. TABELLE IV Gesamtzeit Gebrauch Min.-Frisch
* Entwicklung der Farbänderung in der Testlösung
Zusammenfassend ist anzumerken, daß die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Menge einer oder mehrerer Nicht-Triglyceride in einem Öl offenbart, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfaßt:
(a) Vermischen einer vorbestimmten Menge einer öl-mischbaren Testlösung mit einer vorbestimmten Menge des Öls, wobei die Testlösung einen öl-mischbaren Träger aus der Gruppe von Monoglyceriden, Diglyceriden und ihren Mischungen umfaßt, und einen zum Testen der Nicht-Triglyceride in Mischung mit dem Träger bereitstellbaren Indikator, wobei der Indikator in Kombination mit den Nicht-Triglyceriden ein Reaktionsprodukt bildet, das für die Menge der Nicht- Triglyceride charakteristisch ist, und wobei der Indikator und der Träger in solchen Mengen und bei einem solchen pH-Wert vorliegen, die zur Bereitstellung nachweisbarer Mengen des Reaktionsprodukts wirksam sind;
(b) Bewegen der Testlösung und des Öls zur Bildung einer gleichmäßig homogenen Mischung und Sich-Entwickeln-Lassen des Reaktionsprodukts in der Mischung; und
(c) Bestimmen der Menge an Nicht-Triglyceriden im Öl durch Vergleich der Reaktionsproduktentwicklung mit einem bekannten Standard.
Die Trägermonoglyceride können aus der Gruppe von Glycerylmonooleat, Glycerylmonostearat, Glycerylmonolaurat und ihren Mischungen ausgewählt werden, und die Trägerdiglyceride können aus der Gruppe von Glyceryldioleat, Glyceryldistearat, Glyceryldilaurat und ihren Mischungen ausgewählt werden.
Weiterhin kann der Träger ein Gewichtsverhältnis von 1:1 von Glycerylmonooleat zu Glycerylmonostearat umfassen, und er kann im wesentlichen aus Glycerylmonooleat bestehen.
Der Indikator kann aus der Gruppe von Bromphenolblau, Thymolblau, Xylenolblau, Bromcresolpurpur, Methylenviolett, Methylengrün, Methylorange, Methylrot, Patentblau, Bromthymolblau, Bromcresolgrün, Cresolindophenol, Triphenolindophenol, Thymolindophenol, FD&C-Blau Nr. 1, FD&C-Blau Nr. 2, Malachitgrün, Methylgelb, FD&C-Rot 40, Kongorot, Bromchlorphenolblau, Chlorphenolrot und Salzen und Lacken hiervon ausgewählt werden.
Das Verfahren kann für das Testen von TPMs angewandt werden, und der Indikator wird aus der Gruppe von Bromphenolblau, Thymolblau, Xylenolblau, Bromcresolpurpur, Methylenviolett, Methylengrün, Methylorange, Methylrot, Patentblau, Bromthymolblau, Bromcresolgrün, Cresolindophenol, Triphenolindophenol, Thymolindophenol, FD&C-Blau Nr. 1, FD&C-Blau Nr. 2 und Malachitgrün ausgewählt.
Der Indikator kann weiterhin aus der Gruppe von FD&C-Blau Nr. 1, FD&C-Blau Nr. 2, Malachitgrün und Bromcresolgrün ausgewählt werden, obwohl FD&C-Blau Nr. 1 bevorzugt wird.
Das Verfahren kann weiterhin zum Testen freier Fettsäuren verwendet werden, bei denen der pH-Wert alkalisch ist, und der Indikator wird aus der Gruppe von Bromphenolblau, Methylgelb, Kongorot, Methylorange, Bromchlorphenolblau, Bromcresolgrün, Bromcresolpurpur und Chlorphenolrot ausgewählt, obwohl Bromcresolgrün bevorzugt wird.
Das Verfahren kann weiterhin zum Testen alkalischer Materialien verwendet werden, bei denen der pH-Wert sauer ist, und der Indikator wird aus der Gruppe von Bromphenolblau, Methylgelb, Kongorot, Methylorange, Bromchlorphenolblau, Bromcresolgrün, Bromcresolpurpur und Chlorphenolrot ausgewählt, obwohl Bromphenolblau bevorzugt wird.
Weiterhin kann der Indikator bei einer Konzentration von zwischen etwa 0,001 bis 0,10 Gew.-% vorliegen, und er kann ein mechanischer Indikator sein, ausgewählt aus der Gruppe von aktiviertem Kohlenstoff, aktivierten Mineralien, synthetischen Silicagelen, Molekularsiebmaterialien und Ionenaustauschmaterialien.
Weiterhin kann die Testlösung ein Verdünnungsmittel aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anderen Monoglyceriden, anderen Glyceridestern, Paraffinölen, Lipiden, einem oder mehreren Fettölen und natürlichen und synthetischen Wachsen.
Das oben genannte Fettöl kann aus der Gruppe, bestehend aus hydriertem und teilweise hydriertem Kokosnußöl, Olivenöl, Palmöl, Erdnußöl, Rapssaatöl, Canolaöl, Reissaatöl, Reiskleieöl, Sojabohnenöl, Baumwollsaatöl, Sonnenblumenöl, Safloröl, Sesamöl, Talgöl, Fischölen, Geflügelölen, Fettersatzstoffen und ihren Mischungen ausgewählt werden.
Diese natürlichen und synthetischen Wachse können aus der Gruppe, bestehend aus Paraffinwachs, Petrolatum, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, mikrokristallinem Wachs, Bienenwachs, Carnaubawachs, Candelillawachs, Lanolin, Lorbeerwachs, Spermazet, Reiskleiewachs und Kombinationen hiervon ausgewählt werden.
Der in Anspruch 1 genannte Standard kann ein interner Standard sein, der mit der Reaktionsproduktentwicklung spektralphotometrisch verglichen wird, und er kann ein Farbstoff sein.
Die Reaktionsproduktentwicklung ist geeigneterweise eine Farbänderung, und der Standard kann ein externer Farbstandard sein, mit dem die Farbänderung verglichen wird.
Der Indikator wird vorteilhafterweise aus der Gruppe, bestehend aus Bromcresolpurpur und Bromthymolblau, ausgewählt, und das Verfahren kann weiterhin das Einwirkenlassen von Mikrowellenstrahlung auf die homogene Mischung umfassen, bis die maximale Mikrowellentemperatur der Mischung erreicht ist, bevor die Reaktionsproduktentwicklung mit dem bekannten Standard verglichen wird.
Wie oben erwähnt, offenbart die Erfindung eine Diagnostiktesteinheit zur Bestimmung der Menge eines oder mehrerer Triglyceride in einem Öl, wobei die Testeinheit umfaßt:
(a) eine öl-mischbare Testlösung mit einem öl-mischbaren Träger aus der Gruppe von Monoglyceriden, Diglyceriden und Mischungen hiervon, und einen in Mischung mit dem Träger zum Testen der Nicht-Triglyceride bereitstellbaren Indikator, wobei der Indikator in Kombination mit den Nicht- Triglyceriden ein Reaktionsprodukt bildet, das für die Menge der Nicht-Triglyceride charakteristisch ist, und wobei der Indikator und der Träger in solchen Mengen und bei einem solchen pH-Wert vorliegen, die zur Bereitstellung nachweisbarer Mengen des Reaktionsprodukts wirksam sind; und
(b) einen bekannten Standard zur Bestimmung der Menge der Nicht-Triglyceride im Öl durch Vergleich mit den Nicht- Triglyceriden.
Die Trägermonoglyceride werden bevorzugt aus der Gruppe, bestehend aus Glycerylmonooleat, Glycerylmonostearat, Glycerylmonolaurat und Mischungen hiervon ausgewählt, und die Trägerdiglyceride werden vorteilhafterweise aus der Gruppe, bestehend aus Glyceryldioleat, Glyceryldistearat, Glyceryldilaurat und Mischungen hiervon ausgewählt.
Der Träger kann ein Gewichtsverhältnis von 1:1 von Glycerinmonooleat zu Glycerylmonostearat umfassen, und er kann im wesentlichen aus Glycerinmonooleat bestehen.
Der Indikator wird bevorzugt aus der Gruppe von Bromphenolblau, Thymolblau, Xylenolblau, Bromcresolpurpur, Methylenviolett, Methylengrün, Methylorange, Methylrot, Patentblau, Bromthymolblau, Bromcresolgrün, Cresolindophenol, Triphenolindophenol, Thymolindophenol, FD&C-Blau Nr. 1, FD&C-Blau Nr. 2, Malachitgrün, Methylgelb, FD&C-Rot 40, Kongorot, Bromchlorphenolblau, Chlorphenolrot und Salzen und Lacken hiervon ausgewählt.
Das Verfahren kann zur Bestimmung von TPMs verwendet werden, und der Indikator kann aus der Gruppe, bestehend aus Bromphenolblau, Thymolblau, Xylenolblau, Bromcresolpurpur, Methylenviolett, Methylengrün, Methylorange, Methylrot, Patentblau, Bromthymolblau, Bromcresolgrün, Cresolindophenol, Triphenolindophenol, Thymolindophenol, FD&C-Blau Nr. 1, FD&C-Blau Nr. 2 und Malachitgrün ausgewählt werden, obwohl die Farbstoffe aus der Gruppe, bestehend aus FD&C-Blau Nr. 1, FD&C-Blau Nr. 2, Malachitgrün und Bromcresolgrün bevorzugt werden. Am bevorzugtesten ist der Indikator FD&C-Blau Nr. 1.
Das Verfahren kann weiterhin zum Testen freier Fettsäuren verwendet werden, bei denen der pH-Wert alkalisch ist, und der Indikator wird aus der Gruppe, bestehend aus Bromphenolblau, Methylgelb, Kongorot, Methylorange, Bromchlorphenolblau, Bromcresolgrün, Bromcresolpurpur und Chlorphenolrot, ausgewählt, obwohl Bromcresolgrün bevorzugt wird.
Das Verfahren kann weiterhin zum Testen alkalischer Materialien verwendet werden, bei denen der pH-Wert sauer ist, und der Indikator wird aus der Gruppe, bestehend aus Bromphenolblau, Methylgelb, Kongorot, Methylorange, Bromchlorphenolblau, Bromcresolgrün, Bromcresolpurpur und Chlorphenolrot, ausgewählt, obwohl Bromphenolblau bevorzugt wird.
Bevorzugt liegt der Indikator in einer Konzentration von zwischen etwa 0,001 und 0,10 Gew.-% vor, und es ist ein mechanischer Indikator, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus aktiviertem Kohlenstoff, aktivierten Mineralien, synthetischen Silicagelen, Molekularsiebmaterialien und Ionenaustauschmaterialien.
Die Testlösung kann weiterhin ein Verdünnungsmittel umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anderen Monoglyceriden, anderen Glyceridestern, Paraffinölen, Lipiden, einem oder mehreren Fettölen und natürlichen und synthetischen Wachsen.
Das Fettöl kann aus der Gruppe ausgewählt werden, bestehend aus hydriertem und teilweise hydriertem Kokosnußöl, Olivenöl, Palmöl, Erdnußöl, Rapssaatöl, Canolaöl, Reissaatöl, Reiskleieöl, Sojabohnenöl, Baumwollsaatöl, Sonnenblumenöl, Safloröl, Sesamöl, Talgöl, Fischölen, Geflügelölen, Fettersatzstoffen und ihren Mischungen, während die natürlichen und synthetischen Wachse aus der Gruppe, bestehend aus Paraffinwachs, Petrolatum, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, mikrokristallinem Wachs, Bienenwachs, Carnaubawachs, Candelillawachs, Lanolin, Lorbeerwachs, Spermazet, Reiskleiewachs und Kombinationen hiervon ausgewählt werden.
Ein physikalisches Trägerelement für die Testlösung, umfassend eine Schicht, ein Stäbchen, ein Gewebe bzw. ein Band, einen Filter, einen Streifen, ein (Glas)fläschchen oder ein Röhrchen, ist ebenfalls in die Diagnostiktesteinheit aufnehmbar.
Dieses Trägerelement kann ein Material umfassen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Glas, Cellulose, Holz, Metallen, Metalloxiden, Textilien, polymeren Materialien und Polymer- Keramik-Hybriden, und das Polymermaterial kann aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Polycarbonaten und polymeren Fluorkohlenstoffen ausgewählt werden.
Bevorzugterweise ist das Trägerelement ein Polypropylenröhrchen.
Eine oder mehrere der Oberflächen der Testlösung können mit einem Dichtungsmittel bedeckt sein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Paraffinwachs, mikrokristallinem Wachs, natürlichen Wachsen, synthetischen Polymeren, Monoglyceriden mit einem niedrigen Molekulargewicht und Acrylaten, die in situ vernetzbar sind.
Die Testlösung ist bevorzugt eine erste Testlösung, und die Testeinheit ist durch eine zweite Testlösung charakterisiert, und das Dichtungsmittel ergibt eine Barriere zwischen der ersten und der zweiten Testlösung.
Bevorzugt ist die gesamte Oberfläche der Testlösung durch das Dichtungsmittel abgedeckt.
Das Trägerelement kann ein Röhrchen oder ein (Glas)fläschchen sein, das mit einem Schraubdeckel oder einem Schnappdeckel verschlossen ist, und der Schraubdeckel oder der Schnappdeckel kann weiterhin eine Vertiefung aufweisen.
Vorteilhafterweise ist das Trägerelement ein Röhrchen oder ein (Glas)fläschchen, und das Trägerelement ist durch eine Bewegungseinrichtung gekennzeichnet, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kunststoff- oder Glaskugeln, Kügelchen aus Edelstahl, Rührschaufeln, Rührstangen, Rührstäbchen, magnetischen Rührstäbchen und auf Ultraschall reagierende Mittel.
Bevorzugt ist der Standard ein interner Standard, der mit dem Reaktionsprodukt spektrophotometrisch verglichen wird, und er kann ein Farbstoff sein.
Das Reaktionsprodukt ist bevorzugt eine Farbänderung, und der Standard ist ein externer Farbstandard, mit dem die Farbänderung verglichen wird.
Die Diagnostiktesteinheit kann mit einem physikalischen Trägerelement für die Testlösung bereitgestellt werden, umfassend ein Polypropylenröhrchen, und der externe Standard umfaßt dann eine lichtdurchlässige Kunststoffkarte, die mit lichtdurchlässigen Druckfarben bedruckt ist, deren Farben die Testlösungsfarbe mit der Nicht-Triglyceridkonzentration gleichsetzen, wobei der Kunststoff und die Druckfarbe gemeinsam Lichttransmissionseigenschaften aufweisen, die im wesentlichen den gemeinsamen Lichttransmissionseigenschaften des Polypropylenröhrchens und der Testlösung gleichen.
Weiterhin ist das Fläschchen oder das Röhrchen bevorzugt in der Lage, als spektrophotometrische Zelle zu dienen.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Nicht-Triglyceridbestandteilen und/oder -kontaminanten in Speiseölen und -fetten oder ihren Substituten durch die Verwendung einer nicht-toxischen, mit Öl mischbaren Einphasen-Testlösung. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind für die Vor-Ort- Inspektion von Kochölen und Salatölen verwendbar, bevor derartige Öle verwendet oder konsumiert werden, oder während des Gebrauchs, um die Ölqualität zu bestimmen. D.h., die Ergebnisse der Kontrolle zeigen die Natur der Bestandteile, der Kontaminanten, der Additive, der Streckungsmittel, der Abbauprodukte und der Wechselwirkungsprodukte, um sicherzustellen, daß die Öle den anzuwendenden Herstellungs- und Gesetzesstandards und -bestimmungen entsprechen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Menge eines oder mehrerer Nicht-Triglyceride in einem Öl, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfaßt:

(a) Vermischen einer vorbestimmten Menge einer öl-mischbaren Testlösung mit einer vorbestimmten Menge des Öls, wobei die Testlösung einen öl-mischbaren Träger aus der Gruppe von Monoglyceriden, Diglyceriden und ihren Mischungen umfaßt, und einen zum Testen der Nicht-Triglyceride in Mischung mit dem Träger bereitstellbaren Indikator, wobei der Indikator in Kombination mit den Nicht-Triglyceriden ein Reaktionsprodukt bildet, das für die Menge der Nicht- Triglyceride charakteristisch ist, und wobei der Indikator und der Träger in solchen Mengen und bei einem solchen pH-Wert vorliegen, die zur Bereitstellung nachweisbarer Mengen des Reaktionsprodukts wirksam sind;

(b) Bewegen der Testlösung und des Öls zur Bildung einer gleichmäßig homogenen Mischung und sich entwickeln lassen des Reaktionsprodukts in der Mischung; und

(c) Bestimmen der Menge an Nicht-Triglyceriden im Öl durch Vergleich der Reaktionsproduktentwicklung mit einem bekannten Standard.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Gewichtsverhältnis von 1:1 von Monoglycerid zu Diglycerid umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger-Monoglyceride aus der Gruppe von Glycerylmonooleat, Glycerylmonostearat, Glycerylmonolaurat und ihren Mischungen ausgewählt werden und daß die Träger- Diglyceride aus der Gruppe von Glyceryldioleat, Glyceryldistearat, Glcyeryldilaurat und ihren Mischungen ausgewählt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Testlösung weiterhin ein primäres Reagenz enthält, das mit dem Öl unter Bildung von nachweisbaren Nicht-Triglyceriden reagiert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Reagenz ein Lipase-Enzym ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Testlösung weiterhin ein Verdünnungsmittel aus der Gruppe von anderen Monoglyceriden, anderen Glyceridestern, Paraffinölen, Lipiden, einem oder mehreren Fettölen und natürlichen und synthetischen Wachsen enthält.

7. Diagnostiktesteinheit zur Bestimmung der Menge eines oder mehrerer Triglyceride in einem Öl, wobei die Testeinheit umfaßt:

(a) ein öl-mischbare Testlösung mit einem öl-mischbaren Träger aus der Gruppe von Monoglyceriden, Diglyceriden und Mischungen hiervon, und einen in Mischung mit dem Träger zum Testen der Nicht-Triglyceride bereitstellbaren Indikator, wobei der Indikator in Kombination mit den Nicht-Triglyceriden ein Reaktionsprodukt bildet, das für die Menge der Nicht- Triglyceride charakteristisch ist, und wobei der Indikator und der Träger in solchen Mengen und bei einem solchen pH-Wert vorliegen, die zur Bereitstellung nachweisbarer Mengen des Reaktionsprodukts wirksam sind; und

(b) einen bekannten Standard zur Bestimmung der Menge der Nicht-Triglyceride im Öl durch Vergleich mit den Nicht-Triglyceriden.

8. Diagnostiktesteinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Gewichtsverhältnis von 1:1 von Monoglycerid zu Diglycerid umfaßt.

9. Diagnostiktesteinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger-Monoglyceride aus der Gruppe von Glycerylmonooleat, Glycerylmonostearat, Glycerylmonolaurat und Mischungen hiervon und die Träger-Diglyceride aus der Gruppe von Glyceryldioleat, Glyceryldistearat, Glyceryldilaurat und Mischungen hiervon ausgewählt werden.

10. Diagnostiktesteinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Testlösung weiterhin ein primäres Reagenz umfaßt, das mit dem Öl unter Bildung von nachweisbaren Nicht-Triglyceriden reagiert.

11. Diagnostiktesteinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Testlösung weiterhin ein Verdünnungsmittel aus der Gruppe von anderen Monoglyceriden, anderen Glyceridestern, Paraffinölen, Lipiden, einem oder mehreren Fettölen und natürlichen und synthetischen Wachsen enthält.