Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 18.04.11

L 12.3

Experimentelle Lebensmittelchemie für den Unterricht

Wurst

Qualitativer Nachweis von
Mono-, Di- und Triphosphaten

Anleitung für Lehrer, Arbeitsblatt für Schüler
Erstellt und ausprobiert von Tina Türk.


Bildquelle: www.wurst.tv

Zeitbedarf: Eine Wurstsorte: 45 + 30 Minuten Laufzeit, jede weitere +10 Minuten.
Ziel: Phosphate, Lebensmittelzusatzstoffe
Material:
  • Schneidebrettchen
  • Chromatographiekammer 250ml
  • DC-Platten CEL 300 40x80mm
  • Lineal, Bleistift 2B
  • Trockenschrank T=80°C
  • Fön mit Kaltluftstufe
  • Stoppuhr, Zeitungspapier
  • 2 Zerstäuberfläschchen

Je Probe bzw. Testlösung:

  • Trichter, Faltenfilter d=90mm
  • Becherglas 5ml
  • Mörser 100ml, Pistill
  • Erlenmeyerkolben 50ml
  • Mikroliterpipette
  • Messpipetten 1, 5, 10ml
  • Waage 0,000g
  • Messkolben 50ml
  • Messkolben 100ml
  • Spatel
Chemikalien:
  • NaH2PO4*H2O
  • Na4P2O7*10H2O
  • Na5P3O10
  • dest. Wasser
  • (NH4)6Mo7O24*4H2O
  • Salzsäure c=1mol/l
  • 2-Propanol
  • Ammoniaklösung w=25%
    Trichloressigsäure
    Salzsäure konz. c=10mol/l

  • HClO4 w=60%
  • SnCl2*2H2O
Vorbereitung:
  1. Test-Lösungen der Phosphate herstellen, ca. 1mg P2O5/µl:
  • rho*(NaH2PO4*H2O)   = 2g/l = 1030mg/l P2O5
  • rho*(Na4P2O7*10H2O)= 3g/l =  954mg/l P2O5
  • rho*(Na5P3O10)           = 2g/l = 1158mg/l P2O5
  1. Trichloressigsäure-Lösung herstellen: w=20%.
  2. Laufmittel herstellen: Trichloressigsäurelösung : 2-Propanol : Wasser : Ammoniakwasser = 10:35:5:0,15.
  3. Sprühreagenz I herstellen: 12,5ml dest. Wasser, 150mg Ammoniumheptamolybdat, 1,3ml Salzsäure c=1mol/l, 0,75ml Perchlorsäure w=60%.
  4. Sprühreagenz II herstellen: 12,5ml dest. Wasser, 15mg Zinn(II)-chlorid, 0,25ml Salzsäure konz.

Laufmittel und Sprühreagenzien sind täglich frisch anzusetzen. 

Durchführung: 1. Probe aufbereiten: Ein Stückchen Wurst auf dem Schneidebrettchen klein schneiden, davon in den Mörser 5g einwiegen. Probe mit ca. 7ml Trichloressigsäure-Lösung versetzen und mit dem Pistill fein zerstoßen. Anschließend durch das Faltenfilter in den Erlenmeyerkolben filtrieren. Es entsteht ein klares, je nach Probe unterschiedlich gefärbtes Filtrat.

2. Auftragen: Laufmittel wenige mm hoch in die DC-Kammer füllen und ca. 10min lang zugedeckt stehen lassen. In der Zwischenzeit auf der DC-Fertigfolie in ca. 5mm Abstand zum unteren, schmalen Rand mit einem sehr weichen Bleistift eine Startlinie anbringen. Einen Teil des Filtrates in das Becherglas 5ml umfüllen. Auf die Startlinie mit der Mikroliterpipette durch Auftupfen Test- bzw. Probenlösungen auftragen und jedes mal sofort mit Kaltluft aus dem Fön trocknen. Vorgang 3-5mal wiederholen. Dann DC-Folie in die Trennkammer stellen. Laufzeit ca. 30-60 Minuten, je nach Alter oder Qualität der DC-Platten. Trockenschrank einschalten, auf 80°C vorheizen.

3. Sichtbar machen: Nach dem Entnehmen im Kaltluftstrom des Föns trocknen. Weitere 10 min bei Raumtemperatur trocknen lassen. Dann mit Sprühreagenz I aus ca. 30 cm Entfernung im Abzug besprühen, dabei Zeitungspapier unterlegen und die DC-Folie senkrecht stellen. 10 Minuten im Trockenschrank bei 80°C trocknen. Abkühlen lassen. Mit Sprühreagenz II (s.o.) besprühen.

Beobachtung: Es erscheinen sofort blaue Flecken bei Anwesenheit von Phosphat.
Deutung: Die Adsorption an die Cellulose steigt mit dem Kondensationsgrad, Rf ist am niedrigsten für Triphosphat.
  

NaH2PO4

Na4P2O7

Na5P3O10

Wiener

+

+

+/-

Gelbwurst

+

+

+/-

Göttinger

+

+/-

+/-

Fleischwurst

+

-

-

Leberwurst

+

-

-

Mettwurst

+

-

-

Gesetzliche Höchstmenge (FIV bis 1996): w(Na4P2O7*10H2O)=0,3%

Ergebnis:

gelb: Laufmittelfront

blaue Flecken oben: Monophosphat

blaue Flecken unten: Diphosphat

kein Triphosphat in diesen Produkten.

(1) Wiener

(2) Gelbwurst

(3) Mettwurst

Entsorgung: Rückstand und Filter: E3. Lösungen: E1.
Hintergrund: Kutterhilfsmittel: Na/K-Diphosphate: E450a; Na/K-Triphosphate: E450b.
Trichloressigsäure fällt lösliche Proteine aus, so dass diese auf dem Chromatogramm nicht stören.
Phosphate. PO43- kommt natürlich überall im Sarkoplasma vor und kann von eventuell zugesetztem nicht unterschieden werden. Bis 1998 war nur der Zusatz von Na4P2O7 zu nicht schlachtwarmem Fleisch (d.h. Fleisch wird erst nach mehr als 1 (Schwein) - 4 (Rind) h nach der Schlachtung verarbeitet) erlaubt. Mittlerweile soll Na5P3O10 auf der Grundlage des EU-Lebensmittelrechtes ebenfalls erlaubt sein.
Farbreaktion: Ammoniumheptamolybdat fungiert als Phosphat-Fällungsreagenz. In saurem Medium entsteht die polymere Isomolybdänsäure, die Formel unten steht nur formell dafür:

(NH4)6Mo7O24 + 6 HCl ---> 3 H2MoO4 + ??? + 6 NH4Cl

Nach Aufsprühen auf Polyphosphate werden letztere (in Wärme) hydrolisiert, z.B.: P3O105- + 6 H2O ---> 3 PO43- + 4 H3O+

Monophosphat reagiert dann zu Phosphormolybdänsäure:
H3PO4 + 12 H2MoO4 ---> H3P(Mo3O10)4 + 12 H2O

Sn(II) reduziert innerhalb des Polymers einige Mo-Atome:
H3P(Mo3O10)4 + 2e- + 2 H3O+ ---> H5P(Mo3O10)4 + 2 H2O
H5P(Mo3O10)4 + 2e- + 2 H3O+ ---> H7P(Mo3O10)4 + 2 H2O

Dabei entsteht Phosphormolybdänblau, ein Gemisch unterschiedlicher Reaktionsprodukte auf den unterschiedlichsten Stufen. Der genaue Reaktionsverlauf ist noch unklar. 

Literatur:
  1. T. Nydrle: Wurst und ihre Zusatzstoffe, Schr. Hausarbeit, Bayreuth 1995.
  2. Schormüller: Handbuch der Lebensmittelchemie.

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