🍎 Nitrat und Nitrit in Milchpulver, Käse und Casein — Cadmiumreduktion, Spektrometrie bei 538 nm
Kurz gefasst
Die Probe wird in warmem Wasser dispergiert, Fett und Eiweiß werden gefällt (Zinksulfat, Hexacyanoferrat) und es wird filtriert; in einem Teil des Filtrats wird das Nitrat in einer Säule mit verkupfertem Cadmium zu Nitrit reduziert, und das Nitrit wird in beiden Lösungen mit Sulfanilamid und N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-dihydrochlorid bei 538 nm gegen Natriumnitrit-Standards bestimmt. Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 14673-1:2004; Messung: 538 nm, Küvetten mit einem optischen Weg von 1–2 cm. Das Verfahren umfasst 8 Schritte; eingesetzt wird sie unter anderem für: Kontrolle des Nitrat- und Nitritgehalts in Reifekäse (Salpeterzusatz zur Käsereimilch oder zur Salzlake), Untersuchung von Milchpulver, Molkenpulver, Caseinen und Caseinaten, auch für Säuglingsnahrung, Amtliche Überwachung der Höchstgehalte an Nitrat und Nitrit in Milcherzeugnissen.
Auf einen Blick
- Norm: PN-EN ISO 14673-1:2004
- Kategorie: Lebensmittelchemie
- Verfahrensschritte: 8
- Messung: 538 nm, Küvetten mit einem optischen Weg von 1–2 cm
- Reduktor: Cadmiumgranulat 0,3–0,8 mm, mit einer CuSO4-Lösung von 20 g/l verkupfert; Kontrolle des Reduktionsvermögens und Regenerierung der Säule
- Standards: Natriumnitrit: Stammlösung 0,150 g/l (bei 110–120 °C getrocknet), Arbeitslösung 1 µg NO2−/ml; Kaliumnitrat: 1,468 g/l, Arbeitslösung 4,50 µg NO3−/ml, am Tag des Gebrauchs angesetzt
Übersicht
Die Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung des Gehalts an Nitrat und Nitrit in Milch und Milcherzeugnissen durch Cadmiumreduktion und Spektrometrie fest. Sie betrifft Vollmilchpulver, teilentrahmtes und entrahmtes Milchpulver, Hart-, Halbhart- und Weichkäse, Schmelzkäse, Molkenkäse, Caseine und Caseinate sowie Molkenpulver. Das Verfahren lässt sich auch mit automatischen Geräten ausführen — mit der segmentierten Fließanalyse (SFA, ISO 14673-2) oder der Fließinjektionsanalyse (FIA, ISO 14673-3) —, was die Belastung der Arbeitsplätze und des Abwassers mit Cadmium verringert. Die Ausgabe ISO 14673-1:2004 (gemeinsam ISO/IDF 189-1, in Zusammenarbeit mit der AOAC) ist eine geringfügige Überarbeitung der Ausgabe von 2001.
Der Nitratgehalt wird in mg NO3−-Ionen je kg Erzeugnis, der Nitritgehalt in mg NO2− je kg ausgedrückt. Kaliumnitrat (Salpeter) wird in der polnischen Käserei der Käsereimilch zugesetzt (0,01–0,02 %), um coliforme Bakterien und die Buttersäuregärung zu hemmen; in Käse für den Verzehr darf der Nitratgehalt 50 mg NaNO3/kg (36,5 mg NO3−/kg) und der Nitritgehalt 2 mg NaNO2/kg nicht überschreiten. In Untersuchungen des Käses aus Tykocin (Seefahrtakademie Gdynia) wurden die Bestimmungen nach PN-EN ISO 14673-1:2004 ausgeführt: das Nitrit mit Sulfanilamid und N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-dihydrochlorid bei 538 nm, das Nitrat nach der Reduktion in der Cadmiumsäule.
Die Vorschau der Norm umfasst das Prinzip, die Reagenzien, die Geräte und die Vorbereitung der Proben; die Einzelheiten der Vorbereitung der Säule, der Extraktion, der Reduktion und der Messung (Abschnitte 9–10) sind hier auf der Ebene der Gliederung der Norm und der Angaben aus der Literatur beschrieben — vor der Einführung sind sie im vollständigen Text zu prüfen.
Prinzip der Methode
Die Einwaage wird in warmem Wasser dispergiert, Fett und Eiweiß werden mit Lösungen von Zinksulfat (535 g/l) und Kaliumhexacyanoferrat(II) (172 g/l) gefällt, und es wird durch ein nitrat- und nitritfreies Filter filtriert. In einer Portion des Filtrats werden die Nitrationen in einer Glassäule zu Nitrit reduziert, die mit verkupfertem Cadmiumgranulat (0,3–0,8 mm; verkupfert aus einer Kupfersulfatlösung von 20 g/l) gefüllt ist und deren Reduktionsvermögen geprüft und regeneriert wird. In Portionen des nicht reduzierten Filtrats und der Lösung nach der Reduktion wird durch Zugabe von Sulfanilamid (Lösung II: 0,5 g in 100 ml mit 5 ml HCl) und N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-dihydrochlorid (Lösung III: 0,1 g/100 ml) in salzsaurem Milieu eine rote Färbung hervorgerufen und die Extinktion bei 538 nm in Küvetten von 1–2 cm gemessen. Der Nitritgehalt und der Gesamtnitritgehalt nach der Reduktion werden aus der Kalibrierkurve von Natriumnitritlösungen abgelesen (Arbeitslösung 1 µg NO2−/ml); der Nitratgehalt wird aus der Differenz berechnet. Zur Prüfung der Säule dient eine Arbeitslösung von Kaliumnitrat mit 4,50 µg NO3−/ml.
Anwendungen
- Kontrolle des Nitrat- und Nitritgehalts in Reifekäse (Salpeterzusatz zur Käsereimilch oder zur Salzlake)
- Untersuchung von Milchpulver, Molkenpulver, Caseinen und Caseinaten, auch für Säuglingsnahrung
- Amtliche Überwachung der Höchstgehalte an Nitrat und Nitrit in Milcherzeugnissen
- Technologische Untersuchungen der Umwandlungen des Nitrats während der Käsereifung
- Referenzverfahren für die automatischen Verfahren SFA und FIA (ISO 14673-2 und -3)
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Messung | 538 nm, Küvetten mit einem optischen Weg von 1–2 cm |
| Reduktor | Cadmiumgranulat 0,3–0,8 mm, mit einer CuSO4-Lösung von 20 g/l verkupfert; Kontrolle des Reduktionsvermögens und Regenerierung der Säule |
| Standards | Natriumnitrit: Stammlösung 0,150 g/l (bei 110–120 °C getrocknet), Arbeitslösung 1 µg NO2−/ml; Kaliumnitrat: 1,468 g/l, Arbeitslösung 4,50 µg NO3−/ml, am Tag des Gebrauchs angesetzt |
| Einheiten | mg NO3−/kg und mg NO2−/kg Erzeugnis |
| Polnische Höchstgehalte für Käse | Nitrat ≤ 50 mg NaNO3/kg (36,5 mg NO3−/kg), Nitrit ≤ 2 mg NaNO2/kg |
| Puffer | pH 9,6–9,7 (Salzsäure + Ammoniak) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 14673-1:2004
- Titel (PL)
- Mleko i przetwory mleczne — Oznaczanie zawartości azotanów(V) i azotanów(III) — Część 1: Metoda z wykorzystaniem redukcji kadmem i spektrometrii
- Title (EN)
- Milk and milk products — Determination of nitrate and nitrite contents — Part 1: Method using cadmium reduction and spectrometry
Schritt-für-Schritt-Verfahren
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Vorbereitung der Cadmiumsäule
Cadmiumgranulat 0,3–0,8 mm herstellen (oder handelsübliches verwenden), es aus einer CuSO4-Lösung von 20 g/l mit Kupfer überziehen und die Säule füllen, dabei frisch aufgekochtes und abgekühltes Wasser verwenden, um Gasblasen zu vermeiden. Das Reduktionsvermögen mit der Arbeitslösung des Kaliumnitrats (4,50 µg NO3−/ml) prüfen; nötigenfalls regenerieren.
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Vorbereitung der Probe
Milchpulver und Molkenpulver in einem verschlossenen Behälter mischen, dessen Volumen etwa doppelt so groß ist wie die Probe. Caseine und Caseinate durch ein Sieb von 500 µm sieben (50 g), nötigenfalls ohne Erwärmung zerkleinern. Käse und Molkenkäse im Mixer in einem Gefäß von 250–400 ml aufschlämmen.
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Extraktion und Enteiweißung
Die Einwaage in warmem Wasser dispergieren, Fett und Eiweiß mit den Lösungen von Zinksulfat und Kaliumhexacyanoferrat(II) fällen, auf das Volumen auffüllen und durch ein nitrat- und nitritfreies Filter filtrieren.
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Reduktion des Nitrats
Eine gepufferte Portion des Filtrats (pH 9,6–9,7) durch die Säule mit dem verkupferten Cadmium leiten; die Lösung nach der Reduktion auffangen.
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Farbreaktion
Zu Portionen des nicht reduzierten Filtrats und der Lösung nach der Reduktion die Lösung I (Salzsäure), die Lösung II (Sulfanilamid) und die Lösung III (NEDD) geben; es entsteht eine rote Färbung.
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Messung und Kalibrierkurve
Die Extinktion bei 538 nm in einer Küvette von 1–2 cm gegen die Blindprobe messen; parallel eine Reihe von Kalibrierlösungen aus der Arbeitslösung des Natriumnitrits (1 µg NO2−/ml) ansetzen und die Kalibrierkurve erstellen.
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Berechnungen
Aus der Kurve den Nitritgehalt der Probe (mg NO2−/kg) und den Gesamtnitritgehalt nach der Reduktion ablesen; den Nitratgehalt (mg NO3−/kg) aus der Differenz berechnen und dabei die Einwaage und die Verdünnungen berücksichtigen.
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Prüfbericht
Die Kennzeichnung der Probe, das Verfahren mit Berufung auf ISO 14673-1 | IDF 189-1, das Ergebnis für Nitrat und Nitrit sowie alle Abweichungen angeben; für den Vergleich mit den Höchstgehalten auf NaNO3 und NaNO2 umrechnen.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Glas-Reduktionssäule | Nach Bild 1 der Norm, mit verkupfertem Cadmium gefüllt | — |
| Spektrometer | Für die Messung der Extinktion bei 538 nm, Küvetten von 1–2 cm | — |
| Analysenwaage | Genauigkeit 1 mg, Ablesung 0,1 mg | — |
| Mixer oder Laborhomogenisator | Glasgefäße von 250 oder 400 ml zum Aufschlämmen des Käses; ein Zerkleinerungsgerät ohne übermäßige Erwärmung | — |
| Sieb 500 µm, Trichter, Filter, Messkolben der Klasse B, Pipetten der Klasse A | Ein Sieb mit einem Durchmesser von 200 mm nach ISO 565; mittlere Filter von etwa 15 cm, frei von Nitrat und Nitrit | — |
| Wasserbad, Trockenschrank 110–120 °C, Magnetrührer | Ein Trockenschrank zum Trocknen der Standards bis zur Massekonstanz | — |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Cadmium, Granulat 0,3–0,8 mm | 7440-43-9 | Handelsüblich oder aus Cadmiumschwamm hergestellt, der aus einer Cadmiumsulfatlösung von 40 g/l auf Zink abgeschieden wurde; verbrauchtes Cadmium als chemischen Abfall abgeben |
| Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat | 7758-99-8 | Lösung 20 g/l zum Verkupfern des Cadmiums |
| Salzsäure | — | Konzentriert (1,19 g/ml); verdünnte Lösung etwa 2 mol/l (160 ml/l), Arbeitslösung etwa 0,1 mol/l; Lösung I: 450 ml/l; Bestandteil des Puffers pH 9,6–9,7 mit Ammoniak 0,91 g/ml |
| Zinksulfat-Heptahydrat (CAS 7446-20-0) und Kaliumhexacyanoferrat(II)-Trihydrat | 14459-95-1 | Lösungen von 535 g/l ZnSO4·7H2O (53,5 g/100 ml) und 172 g/l K4[Fe(CN)6]·3H2O (17,2 g/100 ml) zum Fällen von Fett und Eiweiß; EDTA 33,5 g/l |
| Sulfanilamid | 63-74-1 | Lösung II: 0,5 g auf dem Bad in 75 ml Wasser mit 5 ml konzentrierter HCl lösen, auf 100 ml auffüllen |
| N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-dihydrochlorid | 1465-25-4 | Lösung III: 0,1 g/100 ml; in einer dunklen Flasche im Kühlschrank bis zu 1 Woche haltbar |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Cadmium und seine Verbindungen sind giftig und krebserzeugend — Arbeit mit Handschuhen unter dem Abzug; verbrauchtes Cadmium und die Lösungen als chemischen Abfall abgeben, die automatischen Verfahren (SFA, FIA) erwägen, die den Kontakt verringern
- Konzentrierte Salzsäure und Ammoniak — Abzug, Schutzbrille, Handschuhe; die Lösungen durch vorsichtiges Zugeben der Säure ins Wasser ansetzen
- N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-dihydrochlorid und Sulfanilamid — Staubentwicklung und Hautkontakt vermeiden
Häufige Fragen
Welche Norm beschreibt diese Prüfung?
Die Prüfung erfolgt nach PN-EN ISO 14673-1:2004 — „Milk and milk products — Determination of nitrate and nitrite contents — Part 1: Method using cadmium reduction and spectrometry“.
Wie funktioniert diese Methode?
Die Einwaage wird in warmem Wasser dispergiert, Fett und Eiweiß werden mit Lösungen von Zinksulfat (535 g/l) und Kaliumhexacyanoferrat(II) (172 g/l) gefällt, und es wird durch ein nitrat- und nitritfreies Filter filtriert. In einer Portion des Filtrats werden die Nitrationen in einer Glassäule zu Nitrit reduziert, die mit verkupfertem Cadmiumgranulat (0,3–0,8 mm; verkupfert aus einer Kupfersulfatlösung von 20 g/l) gefüllt ist und deren Reduktionsvermögen geprüft und regeneriert wird.
Wie groß sind Messbereich und Genauigkeit?
Messung: 538 nm, Küvetten mit einem optischen Weg von 1–2 cm; Reduktor: Cadmiumgranulat 0,3–0,8 mm, mit einer CuSO4-Lösung von 20 g/l verkupfert; Kontrolle des Reduktionsvermögens und Regenerierung der Säule; Standards: Natriumnitrit: Stammlösung 0,150 g/l (bei 110–120 °C getrocknet), Arbeitslösung 1 µg NO2−/ml; Kaliumnitrat: 1,468 g/l, Arbeitslösung 4,50 µg NO3−/ml, am Tag des Gebrauchs angesetzt; Einheiten: mg NO3−/kg und mg NO2−/kg Erzeugnis.
Wie lange dauert die Prüfung?
Das Verfahren umfasst 8 Schritte. Die Norm gibt nicht für jeden Schritt eine Dauer an — maßgeblich ist das Verfahren des Labors.
Welche Geräte werden benötigt?
Glas-Reduktionssäule, Spektrometer, Analysenwaage, Mixer oder Laborhomogenisator, Sieb 500 µm, Trichter, Filter, Messkolben der Klasse B, Pipetten der Klasse A, Wasserbad, Trockenschrank 110–120 °C, Magnetrührer.
Wo wird diese Prüfung eingesetzt?
Kontrolle des Nitrat- und Nitritgehalts in Reifekäse (Salpeterzusatz zur Käsereimilch oder zur Salzlake); Untersuchung von Milchpulver, Molkenpulver, Caseinen und Caseinaten, auch für Säuglingsnahrung; Amtliche Überwachung der Höchstgehalte an Nitrat und Nitrit in Milcherzeugnissen; Technologische Untersuchungen der Umwandlungen des Nitrats während der Käsereifung; Referenzverfahren für die automatischen Verfahren SFA und FIA (ISO 14673-2 und -3).
Welche Sicherheitsmaßnahmen gelten?
Cadmium und seine Verbindungen sind giftig und krebserzeugend — Arbeit mit Handschuhen unter dem Abzug; verbrauchtes Cadmium und die Lösungen als chemischen Abfall abgeben, die automatischen Verfahren (SFA, FIA) erwägen, die den Kontakt verringern; Konzentrierte Salzsäure und Ammoniak — Abzug, Schutzbrille, Handschuhe; die Lösungen durch vorsichtiges Zugeben der Säure ins Wasser ansetzen; N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-dihydrochlorid und Sulfanilamid — Staubentwicklung und Hautkontakt vermeiden.
Welches Labor führt diese Prüfung durch?
Die Prüfung führen nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Labore durch. Auf LabCoda finden Sie sie über die Normnummer PN-EN ISO 14673-1.