PIKAMENETELMÄT ELINTARVIKKEEN RASVAPITOISUUDEN MÄÄRITTÄMISESSÄ Tutkija, FM Tiina Ritvanen Kemian ja toksikologian yksikkö Elintarviketurvallisuusvirasto Evira tiina.ritvanen@evira.fi
Esityksen runko Johdanto Nopeutetut uuttomenetelmät Pikamenetelmät Case: voin rasva NITtekniikalla Automaattisen uuttolaitteen käyttöönotto
Johdanto Menetelmältä vaadittu status (referenssi vs. rutiini) Mittausepävarmuus, uusittavuus, toistettavuus Kvantitointiraja Saantoprosentti (uuton tehokkuus) Vertailu referenssimenetelmään Työaika, työntekijöiden määrä Liuottimien kulutus Laitteistovaatimus Työturvallisuus
Perinteiset menetelmät Gravimetrisia Referenssimenetelmiä Hyvin standardoituja (AOCS, AOAC, AACC, ISO, DGF) mu voi olla suurempi kuin epäsuorassa menetelmässä Hitaita, paljon käsityötä Liuottimien käyttö runsasta
Nopeutetut uuttomenetelmät Työaika- ja liuotinsäästö Uusittavuus hyvä Helppo menetelmänsiirto, koska periaate ei muutu Esim. Paineistettu nesteuutto (ASE) Suodatinpussi-tekniikka (FBT) Superkriittinen fluidi (hiilidioksidi) (SFE) Automaattinen rasvanuuttolaite
Paineistettu nesteuutto (ASE) Uuton tehokkuutta parannettu nostamalla lämpötilaa Samanaikainen paineen nosto pitää liuottimen nestemäisenä (alle kiehumispisteen) Liuotinkulutus pienenee Kuiva, jauhettu näyte ja apuaine Rasvanerotus n. 10-20 min/näyte Sopii rasvanerotusmenetelmäksi rasvaliukoisten yhdisteiden analysoinnissa
Suodatinpussi-tekniikka (FBT) Ankom -analysaattori Epäsuora määritys (punnitaan uuttojäännös) Lämpötilan nosto yli kiehumispisteen Näytteen upotus kuumaan liuottimeen Liuottimen kierrätysmahdollisuus (saanto 90 %) Esikuivaus, jauhatus ja tarkka punnitus tärkeitä Tulokset verrannollisia perinteiseen uuttoon Ei ole suunniteltu rasvafaasin talteenottoon 20 näytettä 20-60 minuutissa
Superkriittinen fluidi uutto (SFE) Superkriittinen fluidi uuttaa tehokkaasti yhdisteitä Hiilidioksidi käytetyin: turvallinen ja tehokas Ei ole liuotin (joskus lisätään etanolia polaarisuuden lisäämiseksi) Tarvitaan riittävä p/t-yhdistelmä olomuodon saavuttamiseksi Näytemäärä pieni Verrattavissa soxhlet-uuttoon AOCS & AOAC standardi olemassa Uutettu rasvafaasi sopii jatkokäsittelyyn rasvaliukoisten yhdisteiden analysoimiseksi
Automaattinen rasvanuuttolaite Automatisoitu soxhlet Näyte upotetaan kiehuvaan liuottimeen 1,5-2 h/sarja Parantaa työturvallisuutta ja työtehokkuutta Toistettavuus ja uusittavuus paremmat kuin perinteisillä tavoilla AOAC standardeja saatavilla Soxtec /Soxtherm
Pikamenetelmät Mittaus tehdään uuttamatta rasvaa Ei käytetä liuottimia Näytettä tuhoamaton Hyvin nopea mittaus, minuutteja Hyvin toistettavia Kalliit laitteistot, mutta käyttö edullista ja helppoa Vaatii kalibroinnin referenssimenetelmää vasten! Kalibrointi pitää myös uusia aika ajoin NMR (Hahn-Echo, Time-domain) NIR (NIR Transmittance, NIR Spectrometry)
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) periaate a) c) b) d) Kuva: Luthria et al, AOCS Press 2004
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Suora menetelmä Ei liuottimia Vaatimus: kosteus korkeintaan 15 % Kallis laitteisto, edullinen ja helppo käyttää Näytteen ominaisuuksien vaihtelu ei häiritse Helppo kalibrointi muutamalla referenssinäytteellä A2 1 /m 1 =sx 1 + i Nopea mittaus (sekunteja) Tarkkuus vastaa perinteisiä menetelmiä TD-NMR:ssä rasvahappotähteiden tyydyttyneisyysaste vaikuttaa signaaliin (H %)
Case: voin rasva NIT-tekniikalla Referenssimenetelmä: ISO 17189 IDF 194:2003 Yksinkertainen esikäsittely: petrimaljan täyttö voilla Tehdaskalibrointi Tuotekohtainen ja vuosittainen kalibrointi Tarpeeksi kattava näytemäärä (väh. 20) Tarkistukset referenssimenetelmällä Analyysi kestää n. 60 s. (18 mittauspistettä) Neuroverkkolaskenta Normaali laadunvarmistus Kontrollinäytteet Vertailututkimukset
NIT-tekniikka, kalibrointi N=35
NIT-tekniikka, mittausepävarmuus Ero referenssimenetelmään/tosiarvoon ja uusittavuus FS1 FS2 keskiarvo erotus, d d^2 IDF194 FS - IDF 82,60 82,59 82,60 0,01 0,0001 82,70-0,105 82,77 82,77 82,77 0,00 0,0000 82,70 0,070 82,63 82,63 82,63 0,00 0,0000 82,70-0,070 82,66 82,73 82,70-0,07 0,0049 82,70-0,005 82,67 82,68 82,68-0,01 0,0001 82,70-0,025 82,75 82,78 82,77-0,03 0,0009 82,70 0,065 82,64 82,66 82,65-0,02 0,0004 82,70-0,050 82,69 82,70 82,70-0,01 0,0001 82,70-0,005 82,69 82,69 82,69 0,00 0,0000 82,70-0,010 82,65 82,65 82,65 0,00 0,0000 82,70-0,050 u 1 = 0,039 SD=u 2 0,055 bias ref (IDF194) 0,041 bias (FS) -0,0185 SUMMA 0,0225
Rasvanuuttolaitteen käyttöönotto Menetelmän optimointi käytetylle matriisille: liuotin, aika, lämpötila, näytemäärä, apuaine, esikäsittely (kuivaus) Ero (bias) referenssimenetelmään Toistettavuus ja uusittavuus
Lähteet Luthria, D.L. (2004) Oil extraction and analysis critical issues and comparative studies. AOCS Press, USA. Todt, H. et al (2006) Water/moisture and fat analysis by time-domain NMR. Food Chemistry 96:436 440 Evira 8205(Akkr.): Voin koostumuksen rutiinimenetelmä (NIT-tekniikka)
Kiitos!