Özcan, Mevlüt und Jean-Pierre bei dem Versuch Nr.5

ABSCHNITT 1 Einleitung Zeitlich, Beruflich
ABSCHNITT 2 Emulgatoren
ABSCHNITT 3 Phosphat
ABSCHNITT 4 Das Pökeln
ABSCHNITT 5 VERSUCHE

Hmmmm lecker!! (wenn Sie das gelesen haben nicht mehr!)

Die Wurst ist ein weltweit seit langem bekanntes Nahrungsmittel. So geht die erste Erwähnung einer chinesischen Wurst, Lup Cheong, die aus Ziegen- und Lammfleisch zusammengesetzt war, auf das Jahr 589 v. Chr. zurück. In Europa sind Blut- und Leberwürste seit einigen tausend Jahren bekannt, wobei die Blutwurst schon in griechischen Sagen auftaucht. Brüh- und Rohwürste kennt man allerdings erst seit etwa 250 Jahren. In einer Chronik aus dem Jahre 1734 werden z.B. Göttinger Mettwürste erstmals erwähnt (niederdeutsch "mett" = rohes Schweinefleisch). Die Herkunft des seit dem 11. Jh. nachweisbaren Wortes "Wurst" ist allerdings nicht geklärt.

Trotz weltweiter Beliebtheit ist Deutschland das Land der Würste, was die über 1200 verschiedenen Wurstsorten in den unzähligen Geschmacksvarianten beweisen. Die Palette lässt keine Wünsche offen. Die Fleischerzeugnisse stellen heute 49% des Gesamtverbrauches an Fleisch dar. Pro Kopf und Jahr werden durchschnittlich 30,3kg Wurst und sonstige Fleischerzeugnisse gekauft. Dazu stehen immerhin ca. 23000 fleischerhandwerkliche Betriebe mit zusätzlich ca. 10000 Filialen bundesweit zur Verfügung, wobei in Bayern der dichteste Besatz zu finden ist. Die weitaus konsumstärkste Gruppe sind dabei, vor allem in Süddeutschland, die Brühwürste (Fleischwurst, Bratwurst, Leberkäse).

Gerade auch die Stadt Hof ist eng mit der Tradition verknüpft. Vor allem die patentierte Hofer Rindfleischwurst, aber auch der "Wärschtlamoo" sind aus dem Stadtbild nicht wegzudenken. Diesem wurde sogar ein steinernes Denkmal gesetzt und er taucht in zahlreichen Mundartdichtungen auf (..."Kerl, a bor Wärschtla wärn etz recht, des kost net viel und schmeckt net schlecht, und bist gawehnt scho immer droo. Wo is denn doo a Wärschtlamoo?")

Trotz dieser Beliebtheit herrscht allgemein doch wenig Kenntnis, wie diese schmackhaften Erzeugnisse zustande kommen. Noch dazu verunsichern die Diskussion über die Zusatzstoffe sowie die Lebensmittelkennzeichnungspflicht mit ihren E-Nummern die Verbraucher, so dass manchem wohl der Appetit vergeht. Aussagen wie "in der Wurst sind lauter so krebserregende Stoffe wie die Ascorbinsäure" (eine Bekannte der Autorin) sind also Grund genug, sich näher mit der Wurst und ihren Zusatzstoffen auseinander zusetzen. Dementsprechend sollen in dieser Arbeit alle wichtigen Aspekte erörtert werden, die zu einem verkaufsfertigen Produkt führen. Vor allem soll über die Art und Menge der in der Praxis verwendeten Zusatzstoffe informiert werden. Es sei angemerkt, dass der Begriff Zusatzstoff entgegen lebensmittelrechtlichen Definitionen hier vereinfacht für alle eingesetzten Hilfsstoffe verwendet wird.

Ziel dieser Arbeit ist nun nicht nur die Suche nach möglichen analytischen Bestimmungsmethoden, um nähere Aussagen über die Zusatzstoffe machen zu können, sondern auch geeignete Verfahren für die Bestimmung und den Nachweis zu entwickeln, die in der Realschule Einsatz finden können.

Wie können Würste nun definiert werden? Man bezeichnet sie als Gemenge aus Fleisch, Fettgewebe und anderen geschmacksgebenden und technologisch wirksamen Zutaten, die sortenbezogen sind. Zusammen mit den Stückwaren, wie z.B. roher oder gekochter Schinken bilden sie die Gruppe der Fleischerzeugnisse. Unterscheiden kann man dabei zwischen gepökelten und nicht gepökelten Produkten. Diese spielen der Menge nach eine untergeordnete Rolle.

Der Metzger unterscheidet drei Gruppen von Wurstsorten aufgrund ihrer unterschiedlichen Herstellungsweise: Die Rohwürste, die Kochwürste und die Brühwürste. Die Rohwurst. Alle Wurstsorten, die im Verlaufe der Produktion nicht erhitzt werden, wie Salami, Cervelatwurst oder Mettwurst, sind Rohwürste. Hergestellt werden sie aus gefrorenem Fleisch und Fett, das der Metzger in einer Zerkleinerungs- und Mengmaschine, dem Kutter, zu einem homogenen Brei, dem Brät, verarbeitet. Es folgt die von Pökelsalz, Umrötehilfsmitteln, Gewürzen, Geschmacksverstärkern, Antioxidantien, Schnellreifemitteln und Starterkulturen.

Soll die Wurst streichfähig sein (Mettwurst), so wird noch etwas Emulgator zugemischt. Diese ganzen Zusatzstoffe muss der Metzger natürlich nicht einzeln zugeben - er würde sonst leicht den Überblick verlieren-, sondern er bekommt abgestimmte Mischungen von speziellen Wursthilfsmittelfabriken. Das fertige Brät wird in (Kunst-)därme abgefüllt und die Würste an einem trockenen Ort aufgehängt. Dort reifen sie durch die Tätigkeit der Bakterien aus den Starterkulturen, was von wenigen Tagen (Schnellreifemittel) bis zu einigen Wochen dauern kann. Dabei wird die Wurst allmählich fest und erhält ihr typisches Aroma. Abschließend kann sie noch geräuchert und mit einer Überzugsmasse ummantelt werden.

Im Unterschied zu anderen Wurtsorten wird dem Rohwurstbrät im allgemeinen kein Wasser zugeschüttet. Rohwürste können aufgrund der mikrobiellen Reifung durchaus ein relativ wertvolles Lebensmittel darstellen, wie alle Produkte, die mit Hilfe von Mikroorganismen veredelt werden (Käse, Bier, Sauerkraut). Die Kochwurst. Im Gegensatz zur Rohwurst werden Kochwürste, wie der Name schon sagt, vorwiegend aus gekochtem Ausgangsmaterial hergestellt. Zu dieser Gattung zählen zum Beispiel Leberwurst, Rotwurst oder Zungenwurst. Wie ein Lehrbuch der Lebensmitteltechnologie ausführt, werden zur Produktion „alle als Fleisch definierte Teile des Tierkörpers, mit Ausnahme von Knochen, verwendet“ - was nicht ganz zutreffend ist, denn eine fabrikmäßig hergestellte Kochwurst kann sogar bis zu 10 Prozent eines Breies aus Knochenfleisch und Knochensubstanz enthalten. Da Innereien nur in hitzebehandelten Fleischzeugnissen verwendet werden dürfen, wandern sie vorwiegend in Kochwürste. Innereien zur Verarbeitung im Sinne des "Deutschen Lebensmittelbuches" sind: „Leber, Niere, Herz, Zunge ohne Schleimhaut, Lunge, Speiseröhre ohne Schleimhaut, Magen und Vormägen ohne Schleimhaut, bei Kälbern unter 100 Kilogramm Lebendgewicht Labmagen auch mit Schleimhaut, "Gekröse" von Kälber unter 100 Kilogramm Lebendgewicht, Schweinemicker, Euter einschließlich ausgebildetem Schweinegesäuge, Milz, aus dem Fleisch entfernte Lymphknoten, Hirn, Rückenmark, Bauspeicheldrüsen und Bries; ferner große Gefäße von Kälbern, Schweinen und Schafen, von Kopffleisch abzutrennenden Speicheldrüsen des Rindes.

Eine gute Leberwurstqualität erreicht man wie folgt – aus einer Anleitung für Metzger:

• 28% Schweinegriffe

• 28% Schinkendeckelspeck

• 14% Schweinekopffleisch mit Maske

• 23,5% Schweineleber

• 6.5% heißes Wasser

Dreiviertel der Wurst besteht also aus Schweinespeck, Schweinegriffe und Schweineköpfen. Dazu kommt an zugelassenen Zusatzstoffen Umrötehilfsmittel, Emulgatoren, Antioxidantien und Geschmackverstärker. In der Rezeptur einer Zusatzstofffabrik werden folgende Mischpräparate zur gleichzeitigen Anwendung empfohlen:

…für 1 ke Gesamtmasse:

• 20,0 g Nitritpökelsalz                                                   

• 7,0 g ROSIPUR

• 1,0 g SMAK "S"

• 1,0 g PöK extra stark BL

• 5,0 g LEMAL

• 4,0 g VG-Gewürz Feinleberwurst "Altmeister"

• 0,5 g VG-Gewürz Bratzwiebel-Emulsion“

Reines Muskelgewebe enthält durchschnittlich:

• 74% Wasser
• 22% Proteine
• 2% Fett sowie
• 0,8-2% Mineralstoffe (Asche).

Dahinter verbirgt sich laut Herstellerangaben im Prospekt:

ROSIPUR: „Biologisch wirksamer Zucker auf Lactosebasis mit dem breiten Anwendungsbereich. Verbessert und stabilisiert Umrötung, Konsistenz, Struktur und Geschmack, vermindert Gewichtsverlust.“

SMAK „S“: „Geschmacksverstärker mit Naturwürzung für alle Wurst und Fleischwaren.“

PÖK „extra stark“ BL: „Umrötungshilfsmittel für alle mit Nitritpökelsalz hergestellten brühwurstartigen Erzeugnisse sowie Rohwürste; si­chere Umrötung und stabile Farbhaltung.“

LEMAL: “Emulgator zur risikolosen Herstellung von Kochstreichwurst einschließlich Leberpasteten, Leberparfaits und Lebercremes. Besonders auch für hochsterilisierte Konserven.“

Das ganze wird folgendermaßen vermengt: Zuerst kuttert man die Leber mit den Zusatzstoffen vor. Dann werden das Schweinekopffleisch, die Griffe und der Speck gut durchgebrüht und zusammen mit dem Emulgator unter Wasserzusatz ebenfalls gekuttert. Die beiden Gemenge werden anschließend vermischt, in Därme abgefüllt, die man zuletzt noch in heißem Wasser ziehen lässt. Wer will, kann sie nun noch räuchern.

Der Zusatz „wertvoller“ Innereien wie zum Beispiel Leber ist heute oft recht gering. Für einfache Leberwürste genügen gut 10 Prozent Leber; erst in sogenannten Spitzenqualitäten befinden sich 25 bis 35 Prozent.

Kalbsleberwurst hält selten, was der Name verspricht. Wie das Landesuntersuchungsamt München feststellte, enthält sie „in der Regel nur Schweineleber und neben Kalbfleisch auch Schweinefleisch“.

Die Brühwurst. Zu dieser Gattung zählen die meisten und wohl auch die am häufigsten verzehrten Wurstsorten wie zum Beispiel Wiener, Fleischwurst, Bockwurst oder Bierschinken. Auch die Kochsalami ist eine Brühwurst und nicht, wie der Name vermuten lässt, eine Salami (Rohwurst) oder Kochwurst.

Zur Brätherstellung wird rohes Fleisch zusammen mit Nitritpökelsalz, Umrötehilfsmitteln, Gewürzen, Geschmacksverstärkern, Phosphat/Citrat, Antioxidantien und eventuell Emulgatoren gekuttert. Wie bei der Kochwurst kann auch hier bei fabrikmäßiger Herstellung ein zehnprozentiger Zusatz eines Breis aus Knochenfleisch und Kno­chensubstanz erfolgen. Nach Ansicht von Lebensmitteltechnologen bietet sich die Brühwurst „für einen industriellen Fertigungsvorgang geradezu an“.

Das Charakteristikum ihrer Herstellung ist die Zuschüttung von viel Wasser beziehungsweise Eis: sie „garantiert eine knackige, saftige, gut bindige Brühwurst“. Durch Phosphat beziehungsweise Citrat wird das Wasser „schnittfest“, weshalb dann auch größere Mengen Wasser zugeschüttet werden können; Wiener Würstchen können zum Beispiel zu einem Viertel aus zugesetztem Wasser bestehen.

Zuletzt werden noch Speck und Fettgewebe untergemengt, die ho­mogene Masse in Därme abgefüllt und die Würste in heißem Dampf oder im Wasser „gebrüht“. Sollen sie auch noch geräuchert werden, so geschieht das in einem kombinierten Heißräucherungs- und Garver­fahren. Bratwürste, zum Beispiel Schweinsbratwürstchen, gelangen dagegen meist ungebrüht in den Handel. Bei weißen Brühwürsten. wie Weißwurst oder Gelbwurst, findet keine Pökelung statt, anstelle von Nitritpökelsalz wird normales Kochsalz verwendet. Eine Beson­derheit stellt die Münchner Weißwurst dar, die - nach den Leitsätzen des "Deutschen Lebensmittelbuches" - bis zu 15 Prozent zusätzliches Bindegewebe enthält, „vor allem in Form von besonders gekochten Schwarten oder Kalbskopfhäuten“.

ABSCHNITT 2

Schwarten, Fett und Wasser - Emulgatoren

            Man nehme „3 kg Schwarten, 3,5 kg Fett, 3,5 kg Wasser, 200g Emulgator. Die Verarbeitung dieser Emulsion geschieht vorwiegend in Brühwürsten, die einen relativ schwachen Magerfleischanteil haben“. Diese Brühe wird dem Brät zu 10 Prozent zugesetzt Mahlzeit!

Das restliche Brät wird folgendermaßen hergestellt:

„Bei mittleren, einfachen und fettreichen Qualitäten, also Brühwürsten mit geringem Eiweißgehalt, bei denen oft die vorhandene Eiweißmenge zur stabilen Brätherstellung nicht genügt, sollte zur Stabi­lisierung der notwendigen Emulsion ein Kutterhilfsmittel mit Emulgator zur Unterstützung eingesetzt werden ... „

In der „stabilen Emulsion“ ist dann das Fett für den Verbraucher unsichtbar geworden.

„Der Einsatz von Emulgatoren bei Bratwürsten reduziert das Aus­treten von Fett durch die Darmwand während des Bratens. Das ge­schmolzene Fett bleibt größtenteils am Brät haften. Die Wurst behält ihre ursprüngliche Form bei und zeigt eine gewisse Prallheit“

Emulgatoren braucht man, um mit möglichst wenig Fleisch mög­lichst viel Wurst zu machen. Da hierbei teures Fleisch durch Fett, Schwarten und Wasser ersetzt wird, muss die eigentliche Funktion des Fleischeiweißes wie seine Binde- und Emulgierfähigkeit von einem Zusatzstoff, nämlich den Emulgatoren, übernommen werden.

Giftig sind die zugelassenen Emulgatoren kaum. Notwendig ist ihr Einsatz für eine gute Wurst aber nicht - nur: er ist gewinnbringend.

ABSCHNITT 3

Für „wässrige“ Schweine - Phosphat

             Natrium- und Kaliumphosphate (E450) werden als Verdickungs-, Gelier- und Feuchthaltemittel oder Säureregulator eingesetzt. Können in hohen Dosen die Calciumaufnahme des Körpers behindern. Umstritten ist, ob sie bei Kindern übernervöses Verhalten und Konzentrationsstörungen hervorrufen können.

„Dass eine gute Brühwurst aus schlachtwarmem Fleisch ohne Kuttermittel hergestellt werden kann, ist bekannt. Diese gute Eignung schlachtwarmen Fleisches zur Brühwurst-Herstellung geht aber nach wenigen Stunden nach dem Schlachten verloren .. .“. „... diese Warmverarbeitung ist aus vielen Gründen nicht mehr möglich, einmal durch den Schlachthofzwang und zum anderen durch den Versand toten Fleisches. So ist der Metzger heute darauf angewiesen, Fleisch - oft auch Gefrierfleisch - zu verarbeiten.“ Und dazu braucht er jetzt Kutterhilfsmittel, um mit Chemie die verlorengegangenen Vorteile schlachtwarmen Fleisches wettmachen zu können. So kam, bald nach dem Zweiten Weltkrieg, Phosphat in die Wurst. Und ganz nebenbei konnte jetzt auch das „Fleisch ermüdeter und abgezehrte Tiere und "wässriger" Schweine“ gleich mitverwurstet werden.  Die Quellfähigkeit des Phosphates vermag aber nicht nur die herauslaufende Soße „wässrigen“ Fleisches zu binden, sondern eröffnete der Wurstfabrik die Möglichkeit, auch noch firmeneigenes Leitungswasser hinzuzuschütten, nach dem Grundsatz: je mehr Phosphat, desto mehr Wasser. Rein äußerlich ist der Wurst nichts anzumerken, im Gegenteil, Konsistenz und Farbe werden „positiv“ beeinflusst, dass auch kritische Verbrauchergaumen den Unterschied kaum bemerken werden. Eigentlich kein Wunder, dass solche Manipulationen im Jahre 1959 wieder untersagt wurden. Aber damit war den Herstellern die einträgliche Möglichkeit genommen, Wasser in Wurst zu verwandeln. Das konnte auf die Dauer die Lobby nicht ruhen lassen, und zehn Jahre später erlaubten unsere Volksver­treter das Phosphat erneut für die Wurst, unter der Auflage der De­klarationspflicht. Trotzdem klagt Wilhelm Kasper in der "Neuen Fleischer Zeitung" immer noch: „Leider ist man in der Bundesrepu­blik, im Gegensatz zu allen anderen EG-Ländern, nicht in der glückli­chen Lage, die Phosphate als Lakezusatz zu verwenden, obwohl deren vorzügliche Wirkung gerade bei der Schinkenherstellung unbestritten ist.“ Und das Phosphatverbot speziell für den Schinken sehen manche Produzenten nun gar nicht gern - und haben anscheinend zur Selbsthilfe gegriffen: Wiederholt beanstandeten die Überwachungs­behörden Schinken wegen Phosphatzusatz und zu hohem „Fremdwassergehalt“.

Gewonnen aus Phosphorit- und Apatitvorkommen in den USA, in Nordafrika und in der Sowjetunion, sind Phosphate relativ stark ver­unreinigt mit Schwermetallen und anderen toxischen Stoffen. Da eine fast vollständige Reinigung zu teuer wäre, sind 3 Milligramm Arsen, 10 Milligramm Blei, 10 Milligramm Fluor und 25 Milligramm Zink pro Kilogramm ausdrücklich erlaubt. Auch auf diese Weise ge­raten - via Zusatzstoffe - Umweltgifte in Lebensmittel.

Phosphate sind zwar wichtig für den menschlichen Körper und sie sind auch in fast allen Lebensmitteln natürlicherweise enthalten, aber:

„Entscheidend für die Zuträglichkeit der Phosphatzufuhr ist auch die Aufrechterhaltung des Calcium-Phosphat-Gleichgewichts“. Zu­viel Phosphat bringt den Calciumstoffwechsel durcheinander und führt möglicherweise zur Entkalkung des Organismus. Besonders empfindlich reagiert die Niere auf solche Stoffwechselstö­rungen. Wie der "Ernährungsbericht" ausweist, liegt in der Bundesrepublik die Phosphatzufuhr weit über den Empfehlungswer­ten, während gleichzeitig Calciummangel beklagt wird - wohl auch ein Ergebnis der in der Lebensmittelindustrie beliebten Phos­phatanwendung.

Kinder sind noch in besonderer Weise gefährdet, denn Phosphate liegen oft als alkalische Salze vor. Solche Alkalien können „zwar beim Erwachsenen durch die Magensäure neutralisiert werden ... beim Kind ist dies jedoch wenig oder nicht der Fall“. „Sie verändern die Tätigkeit der Speicheldrüsen, der Labdrüsen und des Pankreas; zu­letzt kann Alkalosis auftreten“. Und das ist eine bis zu Krämpfen gesteigerte Erregbarkeit.

ABSCHNITT 4

    Das Pökeln

        Neben dem Räuchern stellt das Salzen eines der ältesten Konservierungsverfahren, nicht nur von Fleisch und Fleischerzeugnissen, dar. Durch die hygroskopische Eigenschaft des Salzes wird dem Gewebe ein großer Teil des freien Wassers entzogen, wodurch die Lebensbedingungen vieler Mikroorganismen stark eingeschränkt werden. Auch viele Enzyme werden durch Kochsalz denaturiert. Im Laufe der Zeit stellte sich heraus, dass sich bestimmte Salze besonders eignen, wobei bei solch behandelten Produkten noch weitere vorteilhafte Eigenschaften auftreten: ein besonderes Gefüge (Textur) des Fleisches, angenehmer Geruch und Geschmack (Pökelaroma) sowie eine dem rohen Fleisch ähnliche rote Farbe (Pökelrot) . Daneben besitzen diese Salze eine hemmende Wirkung auf das Wachstum verschiedener Bakterienstämme sowie auf einen oxidativen Fettabbau. So bezeichnet man das Behandeln von Fleisch und Fleischerzeugnissen mit einer Mischung aus Kochsalz und Salzen der salpetrigen Säure oder Salzen der Salpetersäure als Pökeln, die eingesetzten Mischungen als Pökelsalze.

ABSCHNITT 5

V1: Bestimmung des Gehaltes an Pökelfarbstoff und Gesamtfarbstoff

Das Verfahren wurde von H.C. Hornsey (J. Sainsbury Ltd., Research Laboratory, Blackfrairs) 1956 entwickelt und durch A. Mirna und G. Schütz vom Institut für Chemie und Physik der BAFF 1972 modifiziert.

Um das Ausmaß der Umrötung zu bestimmen, muss man in zwei Schritten vorgehen:

1. Zunächst wird der Gehalt an Pökelfarbstoff bestimmt. Dazu muss ein Lösungsmittel eingesetzt werden, welches diesen selektiv und vollständig aus dem Wurstgut extrahiert.

2. Nun werden alle anderen farbgebenden Stoffe erfasst: das Lösungsmedium muss so modifiziert werden, dass alle Chromoproteide gelöst werden, so dass die Werte dann verglichen werden können. Dies ist möglich, da die Bindung des Proteinanteiles zum NO-Häm sich von der zu den anderen Hämderivaten unterscheidet.

Aceton dient sowohl als Fällungsreagens für Protein und höhermolekulare Kohlenhydrate als auch als Medium für die selektive Lösung von NOMb. Die maximale Löslichkeit ist nach HORNSEY bei einem Wassergehalt von w=15-20% gegeben. Dabei wird die Proteinkomponente abgetrennt. Es handelt sich um einen Aceton-Komplex von NO-Häm. Dieser ist nach GANTNER jedoch sehr lichtempfindlich. Um ein Arbeiten im Dunkeln zu umgehen, wird Salzsäure zugegeben, wodurch das zentrale Hämeisen in die Met-Form überführt wird. In der Lösung liegt also Hämin vor, NO wird abgespalten. Als absorbierende Substanz kann die Extinktion des Hämin enthaltenden rotbraunen Filtrates bei 530nm gemessen werden.

Wenn nun die Probe mit salzsaurem Aceton homogenisiert wird, so wird das Hämeisen aller vorhandener Myoglobinformen zu Fe3+ oxidiert, der gesamte Gehalt an Chromoproteiden geht als Hämin in Lösung. Die Proteinanteile sowie andere an das Eisenkation gebundene Verbindungen werden abgetrennt. Nach Filtration kann die rotbraune Lösung im Photometer bei530 nm gemessen werden.

Da bei beiden Methoden jeweils Hämin vorliegt, entsprechen die gemessenen Extinktionen direkt dem Verhältnis der Umrötung, d.h., bei 100%iger Umrötung ist das Verhältnis der Zahlenwerte 1:1. Außerdem kann aus den Extinktionen jeweils die Menge an NOMb und die an Gesamtfarbstoff als Mb berechnet werden. Die Ergebnisse werden aufgrund der von A. Mirna und G. Schütz angegebenen Faktoren ohne Dezimalen angegeben.

V2: Nitrit und Nitrat - Quantitative Bestimmung

Was ist Nitrat/ Nitrit? Nitritpökelsalz ist eine Mischung aus Speisesalz (NaCl) und Nitriumnitrit (NaNO₂) und wird Speisen als Konservierungsstoffe zugesetzt.

Nitrit (NO₂^-)aus Natriumnitrit (E250) behindert den Sauerstofftransport im Blut, was besonders für die Kleinkinder gefährlich ist ("Blausucht"). Zusammen mit Eiweißbestandteilen können sich auch krebserregende Nitrosamine bilden.

Nitrit kann sich auch aus Nitrat (NO₃^-) bilden, das durch Düngemittel wie Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) in die Nahrung gelangt. Diese Umbildung passiert z.B. im Körper durch Bakterien der Mundhöhle oder bereits bei unsachgemäßer Lagerung oder mehrmaliger Erwärmung von Speisen.

Ein wichtiger Schritt bei der Nitrat-Bestimmung ist dessen Umwandlung in Nitrit. Nach einer älteren Methoden geschieht dies mit Hilfe einer mit Cadmiumgranulat gefüllten Säule. Wegen der Toxizität scheidet die Anwendung dieser Methode in der Schule aus. Im gegebenen Reaktionsmedium "Wurst" besitzt alleine Cadmium ein ausreichendes Reduktionspotential, um eine vollständige Umwandlung zu gewährleisten und unerwünschte Nebenreaktionen, z.B. Reduktion von NO2- zu N2 oder NH3, zu verhindern. Somit ist ein Austausch des Cadmiums z.B. durch Zink oder Kupfer nicht möglich. Deshalb fiel die Entscheidung in dieser Arbeit zugunsten des erst 1988 von W. ARNETH und B. HEROLD entwickelten Verfahrens der enzymattischen Reduktion aus.

Prinzip und Durchführung

Das Verfahren beruht auf der photometrischen Bestimmung eines nur durch Nitrit entstehenden Farbkomplexes. Aus durch NO2- (bzw. HNO2) diazotiertem Sulfanilamid und der Kupplungskomponente N-(1-Naphthyl)-ethylendiamin-dihydrochlorid (NED) entsteht ein roter Azofarbstoff, dessen Gehalt bei 540nm über ein Spektralphotometer bestimmt werden kann.

Um die Empfindlichkeit der Methode zu erhöhen, wird hier nicht mit dem sonst üblichen Grieß'schen Reagenz gearbeitet. Dadurch sinkt die Nachweisgrenze auf 0,1-6µg NO2- pro mL.

All die genannten Nachteile des Cadmiumreduktors lassen sich umgehen, indem eine Nitratreduktase eingesetzt wird. Durch präparative Isolierung (Trennung und Reinigungsschritte) gewinnt man diese aus Kulturen von Aspergillus-Stämmen. Wie viele Mikroorganismen verfügt Aspergillus sp. über ein Enzymsystem der NO3--Assimilation, wodurch über Zwischenstufen NH4+ entsteht. Der erste Schritt ist die Umwandlung in NO2-, die durch das Enzym Nitratreduktase katalysiert wird. Dieses Enzym kann isoliert und gefriergetrocknet für die Analyse eingesetzt werden. Die benötigten Elektronen werden durch beta-NADPH-Na4 in Tablettenform bereitgestellt..

Als gut wasserlösliche Verbindungen können NO2- und NO3- mit Wasser gut aus den Proben extrahiert werden, unterstützt durch einen Erhitzungsvorgang. Damit die spätere Nitrit-Farbreaktion ungestört ablaufen kann, wird vorhandenes Protein durch Carrätz-Lösung I und II gefällt. Diese zwei Reagenzien bilden einen weißen voluminösen Niederschlag, der vorhandene Proteinmoleküle mitreißt.

Um das Wirkungsoptimum der Enzymaktivität zu erreichen, muss ein bestimmter pH-Bereich (pH=8-9.5) eingestellt werden. Dies erweist sich als etwas schwierig, da störende Farbeinflüsse das Auftreten des Farbumschlages des Indikators Bromthymolblau nach blau nicht deutlich erkennen lassen. Deshalb muss der pH-Wert ständig mit Hilfe von Indikatorpapier kontrolliert werden. Da überschüssige Zinkionen die Enzymaktivität stören können, ist ein Zusatz von Titriplex III notwendig. Dieses fängt Zn2+ weg, indem es einen stabilen, wasserlöslichen Chelatkomplex bildet. In der nach der Filtration erhaltenen Lösung kann also Nitrit direkt bestimmt werden. Eine Erfassung von Nitrat erfolgt nach Reduktion zu NO2- indirekt als Gesamt-NO2--NO3-. Aufgrund des sehr sensiblen Reaktionsschrittes der Nitratreduktion muss exakt und genau gearbeitet werden. Ein für die Schule vereinfachter Arbeitsablauf konnte nicht erarbeitet werden.

Ergebnisse

Aus den gemessenen Extinktionen der Nitritbestimmung ergeben sich mit einer zuvor erfassten Eichgerade die Nitritwerte als Natriumnitrit in mg/kg Probe. Aus den Arbeitsschritten kann ein Fehler abgeschätzt werden, der die Angabe der Ergebnisse ohne Dezimalen bedingt. In gleicher Weise wird mittels einer Eichgeraden und deren Faktoren aus den Extinktionen der Nitratbestimmung der Gesamt-NO2--NO3--Gehalt als Kaliumnitrat in mg/kg Probe berechnet. In den Tabellen sind jeweils die aus den durchgeführten Messungen erhaltenen Mittelwerte angegeben. Um die Vorgänge des Pökelprozesses mit Hilfe der Ergebnisse näher erläutern bzw. erkennen zu können, genügen diese Werte jedoch noch nicht. Ein Umrechnen in unterschiedliche Verbindungen ist notwendig. Zusätzlich werden die Ergebnisse der Bestimmung des an Myoglobin gebundenen NO mit einbezogen. Die in Tab. 4 und im weiteren Verlauf verwendeten Abkürzungen entsprechen denen im praktischen Teil.

Proben Nr. 1 2 3 4 5 6 w2[mg NO2-/kg] 0,2 12 13 13 4 5 w9[mg NO3-/kg] 5,7 20 21 14 54 32 w4[NO2-+NO3- mg NaNO2/kg] 7 40 44 37 67 43

V3: Qualitativer Nachweis der L-Ascorbinsäure / L-Ascorbat nach R. Fischer, F.G. Benkendorf und Ch. Kochan 1965

Die angeführte Methode kann ohne Abwandlung in der Schule eingesetzt werden, da sie dafür von Anfang an modifiziert wurde.

Chemikalien: AgNO3, Ammoniaklösung (w=25%)

Geräte: zwei 150 ml Bechergläser, 100 ml Messzylinder, beheizbarer Magnetrührer, Trichter, hartes Rundfilter, Kühlschrank, 50 ml Messkolben, Präzisionswaage, 3 ml Messpipette, 2 ml, 3 ml Vollpipette, zwei Reagenzgläser, braune Flasche (50 ml)

Herstellen der Reagenzlösungen

Silbernitratlösung (Rg I): w=10 %

Ammoniakalische Silbernitratlösung (Rg II): Im Abzug werden 2ml Rg I mit ca. 2,5 ml Ammoniaklösung (w=25%) versetzt und durchmischt.

Herstellen des Filtrates

20 g der Probe werden in einem Becherglas mit 40 - 60 ml Wasser versetzt. Nachdem gut durchmischt wurde, lässt man 30 min im Kühlschrank extrahieren. Der Wurstbrei wird dann unter Rühren zum Sieden erhitzt und anschließend durch ein angefeuchtetes Filter heiß filtriert. Man erhält ein klares, wasserhelles Filtrat. Die ersten Anteile des Filtrates sind gegebenenfalls zu verwerfen.

Prüfen auf L-Ascorbinsäure / L-Ascorbat

In zwei Reagenzgläser gibt man je 3 ml des kalten Probenfiltrates. Zum ersten (A) gibt man 3 - 5 Tropfen des Rg I, zum zweiten (B) die gleiche Anzahl Tropfen Rg II. An der in B nach etwa 1 min eintretenden Farbveränderun kann die L-Ascorbinsäure bzw. L-Ascorbat identifiziert werden, des weiteren durch auftretenden schwarzen Niederschlag von elementarem Silber in A und B. In A bildet sich gegebenenfalls ein weißgrauer voluminöser Niederschlag (AgCl).

V4:  Quantitave  Bestimmung von Nitrat und Glucose

      Wir haben zwei Versuche durchgeführt. Zuerst den Nachweis von Nitrat und später den Nachweis von Glucose. Wir wollten herausfinden wieviel Nitrat bzw. Glucose in den Würsten enthalten ist. Dabei haben wir jeweils 1g Salami, Zungenwurst und 1g Bierwurst herausgeschnitten und zerkleinert. Später haben wir nacheinander die zerkleinerte Salami, Zungenwurst und Bierwurst in einem Becherglas 5min.lang gerührt. Hierzu haben wir Nitrat- und Glucosestäbchen hineingehalten.

Ergebnis: 

Das Ergebnis ist verblüffend. Bei allen drei Würsten waren 1mg Nitrat enthalten. Bei dem Glucoseversuch waren alle drei Wurstsorten im  "Normalbereich"(10-50mg/dl). Im ganzen gesehen waren die Versuche recht einfach durchzuführen. Obwohl wir nicht alle diese Wurstsorten essen, sind wir beruhigt aufgrund der Versuche. Jetzt können wir all unsere Würste in Ruhe genießen. Nur wie lange noch?

Quellen:

"Iß und stirb" Eva Kapfelsperger und Udo Pollmer dtv Verlag 1982/83

www.uni-bayreuth.de/departments/ddchemie/wurst/glossar.htm

www.wurst.de

www.hausarbeiten.de/rd/archiv/ernaehrungswiss/ernaehrungswiss-nahrung-chemie.shtml