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Hoher Automatisierungsgrad fördert Effizienz der Fettanalyse

Auch der Schritt der Derivatisierung erweist sich, von Hand ausgeführt, als aufwändig. Allerdings lässt er sich erfolgreich automatisieren, wie es Ray Perkins und Kollegen von der in England ansässigen Firma Anatune gezeigt haben [6]: Sie haben die vielfach beschriebene manuelle Derivatisierung der freien Fettsäuren mit Bortrifluorid (BF₃) und Methanol adaptiert und auf einen kommerziell erhältlichen, umfangreich ausgestatteten Autosampler (Gerstel-MPS-Prep-Station) übertragen. Perkins und seine Kollegen nutzten zur Fettextraktion statt des herkömmlichen Soxhlet-Verfahrens die so genannte beschleunigte Lösemittelextraktion (Accelerated Solvent Extraction, ASE), was den Lösemitteleinsatz reduzierte und zu einem deutlichen Zeitgewinn führte. Eine komplette Automatisierung der Probenvorbereitung wurde jedoch noch nicht erreicht. Dies gelang nun Stuff und Whitecavage, indem sie eine mikrowellenbeschleunigte Lösemittelextraktion durchführten. Die verwendete Mikrowelle wurde hardware- und softwareseitig in die Probenvorbereitung des Autosamplers eingebunden, was bedeutet, dass sich die gesamte quantitative Bestimmung deklarationspflichtiger Fettparameter – eine Premiere – vollständig automatisiert durchführen lässt. Erstmals kann man nun mehrere Proben sequenziell auch unbeobachtet über Nacht oder am Wochenende abarbeiten.

Zur GC/FID-Analyse verwendeten die US-Applikationsexperten eine Gerätekombination von Agilent Technologies. Beim temperaturprogrammierbaren Probeneinlass des verwendeten GC 7890 handelte es sich um ein Gerstel-Kalt-Aufgabe-System (KAS), bei dem Autosampler um einen Gerstel-Multi-Purpose-Sampler (MPS-Version: Single Rail, Dual Head); der MPS war ausgestattet mit einer 0,5-mL-Spritze für die im Zuge der Probenvorbereitung erforderliche Handhabung größerer Lösemittelmengen sowie einer 10-µL-Spritze zur Injektion der Probe ins GC-System. Die Mikrowellenextraktion erfolgte auf einer CEM-Mikrowelle Discover SPD. Gesteuert wurde die Probenvorbereitung mittels der Gerstel-Maestro-Software, die vollständig in die Chem Station von Agilent Technologies integriert ist.

Um ihre Komplettlösung für die Fettanalytik auf Herz und Nieren zu überprüfen, untersuchten Stuff und Whitecavage unterschiedliche fetthaltige Lebensmittelproben, darunter Erdnüsse, Karamell, verschiedene Käsesorten, pflanzlichen Brotaufstrich und Schokolade. Getestet wurde das System unter Einsatz einer FAME-Standardlösung, die 37 unterschiedliche Fettsäuremethylester enthielt. In Chloroform angesetztes Tritridecanoin diente als interner Standard (IS). Die Erdnüsse wurden zu Pulver vermahlen, sodann wie die anderen Proben auch in Mengen von 0,1 bis 0,3 g je Probe in 35-mL-Mikrowellenbehälter vorgelegt und auf dem MPS-Autosampler platziert. Alle weiteren Probenvorbereitungsschritte bis zur GC-Analyse erfolgten vollständig automatisiert:.

1. Zugabe von 1,0 mL der internen Standardlösung

2. Zugabe von 4 mL einer basischen Methanol-Lösung (0,5 N)

3. Mikrowellenbestrahlung für 5 Minuten bei 80°C

4. Zugabe von 5 mL Bortrifluorid (BF3) in Methanol

5. Mikrowellenbestrahlung für 5 Minuten bei 80°C

6. Zugabe von 5 mL Hexan und 10 mL Wasser

7. 3 Minuten durchmischen

8. Transfer von 1 mL der Hexanphase in ein 2 mL-Vial, welches 0,2 g Natriumsulfat (Na2SO4) zur Trockung enthält

9. 1 Minute durchmischen

10. Injektion von 1,0 μL in den GC

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