Reference-material-based collaborative test of flame atomic absorption spectroscopic determination of calcium and magnesium in foods and biological materials

Summary A flame atomic absorption spectroscopic (FAAS) method is described for the determination of calcium and magnesium in a wide variety of foods and biological substrates. Results for reference materials (n=9) are presented that demonstrate the validity of the procedure. Samples are digested with nitric acid at 150° C in a pressure decomposition vessel, diluted and adjusted to pH 2 with ammonia. Lanthanum chloride solution is added to suppress phosphate interferences and the ionization of calcium and magnesium in the AAS flame. Additional dilutions are made as appropriate, whereupon the atomic absorption of calcium and magnesium is measured in an oxidizing air-acetylene flame. The wavelength settings for calcium is 422.7 nm and for magnesium 285.2 nm. The method was tested in a collaborative trial involving a milk powder practice sample and four test samples, all of which were reference materials. Participants were requested to carry out duplicate determinations exclusively. Results were obtained from 12 laboratories. However, the results of 3 laboratories had to be rejected for various reasons. The remaining set of data was statistically evaluated according to ISO 5725; the method of analysis proved to be precise and accurate. Coefficients of variation values for calcium ranged from 1.19% to 4.44% within laboratories (CV_r) and from 5.30% to 15.9% between laboratories (CV_R). For magnesium, the corresponding values were CV_r, 1.07% to 3.52% and CV_R, 3.07% to 5.99%. The method is recommended for the determination of calcium and magnesium at the levels considered in foods and biological substrates.

---

Referenzmaterialien aus einem Ringversuch zur flammenatomabsorptions-spektroskopischen Bestimmung von Calcium und Magnesium in Lebensmitteln und biologischen Materialien

Zusammenfassung Es wird eine FAAS-Methode zur Bestimmung von Calcium und Magnesium in verschiedenen Lebensmitteln und biologischen Materialien beschrieben. An Hand von Ergebnissen für Referenzmaterialien (n=9) wird die Aussagekraft der Arbeitsweise erläutert. Die Proben werden mit Salpetersäure bei 150°C in einem Druckgefäß aufgeschlossen, verdünnt und auf pH 2 mit Ammoniaklösung gebracht. Lanthanchloridlösung wird zur Unterdrückung von Phosphatinterferenzen und Ionisation von Calcium und Magnesium in der AAS-Flamme zugesetzt. Je nach Bedarf wird weiter verdünnt und sodann die Atomabsorption von Calcium und Magnesium in einer oxidierenden Luft/Acetylenfiamme (Wellenlänge für Calcium 422,7 nm und für Magnesium 285,2 nm) gemessen. Die Methode wurde in einem Ringversuch erprobt, wobei ein Milchpulver als Übungsmaterial und vier Testproben benutzt wurden; alle Proben waren Referenzmaterialien. Alle Teilnehmer wurden aufgefordert, ausschließlich Doppelbestimmungen durchzuführen. Von zwölf Laboratorien wurden Ergebnisse erhalten, von dreien wurden die Ergebnisse aus verschiedenen Gründen nicht ausgewertet. Die übrigen Daten wurden nach ISO 5725 statistisch ausgewertet und zeigen, daß die Analysenmethode genaue und richtige Werte liefert. Die Variationskoeffizienten für Calcium betrugen 1,19–4,44% innerhalb der Laboratorien (CV_r; Wiederholbarkeit) und 5,30–15,9% zwischen den Laboratorien (CV_R; Vergleichbarkeit). Für Magnesium sind die entsprechenden Zahlen: CV_r 1,07–3,52% und CV_R 3,07–5,99%. Die Methode wird für die Calcium- und Magnesiumbestimmung in Lebensmitteln und biologischen Materialien in den angegebenen Konzentrationsbereichen empfohlen.

---

---

This study was sponsored by the Commission on Food Chemistry (VI.1) of IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)     

Comparison of different methods to determine the spreadability and firmness of processed cheese

Summary Current texture-measuring instruments and a recently developed measuring method (two-dimensional measuring of the force necessary to spread a sample) were compared in measuring the spreadability of processed cheese. How far subjective assessment by a qualified panel correlates with the instrumental results in determining spreadability and firmness was also investigated. Samples of processed cheese with various consistencies were measured by an Universal testing machine, a buttermeasuring instrument (DIN 10331), a rotational-type rheometer (oscillation mode) and a two-dimensional force measuring instrument. The evaluation of the results shows that an oscillating rheometer is most suitable to measure the spreadability of processed cheese; the correlation coefficient (r) between the dynamic Weissenberg number, calculated from parameters of the rheometer, and the subjective judgement by the panel wasr=0.91. For the determination of firmness the two-dimensional force measuring instrument is most suitable. The correlation coefficient between the parameter tangential energy (S _t) and the sensorially evaluated firmness wasr=0.95.

---

Vergleich verschiedener Bestimmungsmethoden für die Streichfähigkeit und Festigkeit von Schmelzkäse

Zusammenfassung Verschiedene gebräuchliche Meßinstrumente und ein neu entwickeltes Gerät zur zweidimensionalen Messung der Kräfte, die zum Ausstreichen einer Probe erforderlich sind, wurden vergleichend zur Charakterisierung der Streichfähigkeit von Schmelzkäse erprobt. Dabei wurde auch geprüft, inwieweit die subjektiven Beurteilungen eines qualifizierten Prüferpanels mit den Meßwerten für Streichfähigkeit und Festigkeit korrelierten. Gemessen wurde mit einer Universalprüfmaschine, dem Butterprüfgerät (DIN 10331), einem Rotationsrheometer und mit dem zweidimensional registrierenden Kraftmeßgerät. Dabei zeigte sich, daß das Rheometer im oscillierenden Modus die Streichfähigkeit am besten zu charakterisieren vermag. Die Korrelation zwischen den Rheometerwerten, berechnet als dynamische Weissenbergzahl, und den sensorisch ermittelten Werten für die Streichfähigkeit betrugr=0,91. Zur Bestimmung der Festigkeit ist das zweidimensional registrierende Kraftmeßgerät am besten geeignet, was sich in einem Korrelationskoeffizienten vonr=0,95 zwischen dem ParameterS _t und den im Sensoriktest ermittelten Werten für dieFestigkeit ausdrückt.

     

Modifications in Booth's method for the spectrophotometric determination of?-carotene in vegetables

Summary Booth's method for the spectrophotometric determination ofß-carotene gives reliable results, but the extraction method is very laborious and tedious. Removal of the acetone from the extract and elution of the acetone-free extract on the adsorption column also require much time and attention. The authors describe the modifications made to these three parts of Booth's method for the determination of carotene. The simultaneous application of Booth's original method and of the modified method to samples of carrots, five leafy vegetables and four brassicas gave, in general, corresponding results. With brassicas a tendency was observed for the modified method to yield lower carotene contents. Using the modified method, with pureß-carotene added to samples of carrots and spinach, the authors found recoveries of 98%–100% and 86%–88% respectively.

---

Modifikationen der spektrophotometrischenß-Carotin-Bestimmung nach Booth in Gemüse

Zusammenfassung Die Ergebnisse der spektrophotometrischenß-Carotin-Bestimmung nach Booth sind zuverlässig, aber die damit verbundene Extraktionsmethode ist arbeitsintensiv und strapaziös. Auch das Entfernen von Aceton aus dem Extrakt und das Eluieren des acetonfreien Extrakts auf der Säule erfordert viel Zeit und Aufmerksamkeit. Die Autoren beschreiben die von ihnen angebrachten Modifikationen dieserß-Carotin-Bestimmung in den drei Stufen. Die gleichzeitige Anwendung der ursprünglichen Methode nach Booth und deren Modifikation brachte bei Karotten, fünf Blattgemüsen und vier Kohlarten im allgemeinen ähnliche Ergebnisse. Bei den Kohlarten war die Tendenz zu beobachten, daß mit der modifizierten Methode dieß-Carotingehalte etwas niedriger waren. Die modifizierte Methode hatte eine Rückgewinnungsquote von 98–100% bzw. 86–88% bei einem Zusatz von reinemß-Carotin zu Karotten- und Spinatproben.

     

Influence of glue rheology and joint thickness on the strength of bonded-in rods

The maximum pull-out strength of bonded-in rods was used for investigating the relationship between the joint geometry and the rheology of the structural adhesive. Tests with a brittle and a ductile glue type, both formulated with epoxy resins, showed that the glue rheology has a strong influence on the joint behaviour. The joint thickness is also an important parameter, having a good correlation with pull-out strength and with the fracture typology. Wood density and moisture content had a very low influence on strength, in these test conditions. A modification of the Eurocode 5 equation was developed, allowing an improved use of the adhesive properties for a safer design. Results suggest that a standardised test method for bonded-in rods would be very helpful for the determination of basic joint properties such as the maximum joint thickness and the glue strength parameter that were used in the modified design equation.

---

Der Einfluss der Kleber-Rheologie und der Fugendicke auf die Festigkeit von Leimbindern

Zusammenfassung Die maximale Ausziehfestigkeit von verklebten Stäben wurde verwendet, um die Beziehung zwischen der Verbindungsgeometrie und der Rheologie von Bauholzklebern zu untersuchen. Tests mit einem spröden und einem duktilen Klebertyp, beide aus Epoxidharz gebildet, zeigten, dass die Kleber-Rheologie einen starken Einfluss auf das Fugenverhalten hat. Die Fugendicke ist ebenfalls ein wichtiger Parameter, der eine gute Korrelation zur Ausziehfestigkeit und mit dem Bruchbild hat. Holzdichte und Feuchtigkeit haben unter diesen Testbedingungen einen sehr geringen Einfluss auf die Festigkeit. Eine Modifikation der Eurocode 5-Gleichung wurde entwickelt, die eine verbesserte Anwendung der Klebereigenschaften für eine sicherere Konstruktion erlaubt. Ergebnisse lassen darauf schließen, dass eine standardisierte Testmethode für Leimbinder sehr hilfreich für die Bestimmung von Grundverbindungseigenschaften wäre, wie beispielsweise die maximale Fugendicke und der Kleberfestigkeits-Parameter, die beide in der modifizierten Konstruktionsgleichung verwendet wurden.

---

     

An investigation into the dependence between the contents of the different ionic forms of heavy metals in lipids and their pro-oxidative effects

A dependence has been established between the content of different ionic forms of heavy metals in lipids and their pro-oxidative effects (for all cases the correlation coefficient,R, is higher than 0.9). Mathematical models have been deduced to describe the dependence of the prooxidative effect on the content of dissociated and bound heavy metal ions in the lipids studied. The multiple correlation coefficients for all equations are higher than 0.9 and the determination coefficients show that 95–99% of variations in the experimental results can be explained by the regression models obtained, the adequacy of which has been proven using Fischer's statistical criterion. The mathematical models presented reveal the possibility for oxidative stability forecasting and, consequently, the lipid quality shelf-life.

---

Untersuchung über die Abhängigkeit zwischen dem Gehalt der Schwermetallformen in Lipiden und deren prooxydativen Wirkungen

Zusammenfassung Es wurde eine Korrelationsabhängigkeit zwischen dem Gehalt der verschiedenen Schwermetallformen in Lipiden und deren entsprechenden prooxydativen Wirkungen (für alle Fälle war der Korrelationskoeffizient R größer als 0.9) festgestellt. Es wurden mathematische Modelle für die Abhängigkeit der summarischen prooxydativen Wirkung vom Gehalt der ionisch disoziierten und ionisch gebundenen Schwermetalle in der untersuchten Lipiden abgeleitet. Die Koeffizienten der Multipelkorrelation für alle Gleichungen sind größer als 0.9 und die Determinationskoeffizienten zeigen, daß 95 bis 99% der Dispersionen der Versuchsergebnisse durch die Regressionsmodelle begründet werden können. Die Modelle eröffnen eine Möglichkeit zur Voraussage der Oxydationsstabilität und der Lipidqualität.

     

Eine rechnergesteuerte Schnellmethode zur Bestimmung von Harnstoff in Milcherzeugnissen: Magermilchpulver unterschiedlicher Provenienz

Zusammenfassung Es wurde die enzymatische Harnstoff-Bestimmung in Sprühmagermilchpulvern auf ein rechnergesteuertes photometrisches Analysensystem übertragen. Die einfach zu handhabende Probenvorbereitung verleiht dem Analysensystem einen hohen Grad an Rationalität. Die flüssigen Proben wurden direkt oder nach Ultrafiltration für die Harnstoff-Bestimmung eingesetzt. Die Wiederholbarkeit bei der Probenvorbereitung ausgedrückt als Variationskoeffizient betrug im Mittel 0,69%, die Standardabweichung bei aufeinanderfolgenden Testansätzen 0,115–0,135 bei einem durchschnittlichen Gehalt von 5,4–5,5 mg Harnstoff/100 ml Magermilch. Die Methode wurde an einem umfangreichen Probenmaterial von 147 Magermilchpulvern, die nach saisonalen (Januar bis Oktober) Kriterien ausgewählt wurden, erprobt. Es wurde auf diese Weise ein breiter Überblick über die jahreszeitabhängigen Harnstoffgehalte in Sprühmagermilchpulvern unterschiedlicher Herkunft erhalten. Die Harnstoffgehalte sind von Februar bis Mai nahezu konstant (0,25–0,26%), steigen von Juni bis Oktober aber auf Werte von 0,32% an.

---

A rapid computer aided method for the determination of urea in dairy products — skim milk powder

Summary The enzymatic determination of urea in spray-dried skim milk powders was transferred to a computer aided photometric analysing system. Sample preparation is optimal using ultrafiltration, but the direct use of a milk sample is also possible with this system. The precision including sample preparation as coefficient of variation was about 0.69%, the standard deviation of the assay was 0.115–0.135 at an average content of 5.4–5.5 mg urea per 100 ml skim milk. The method was tested on 147 spray-dried skim milk powders, which were of varying origin and collected at different times of the year (Jan.-Oct.). In this way a representative survey for the urea content of a great number of skim milk powders was possible. It was also shown, that the urea content is highly affected by season. It is very constant from February to May (0.25–0.26%), and rises from June to October up to nearly 0.32%.

---

---

Herrn Professor Dr. Dr. Andreas Lembke, Institut für Virusforschung und experimentelle Medizin, D-2420 Eutin-Siebek zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Quecksilberbestimmungen in Fischen und Fischerzeugnissen unter Anwendung der Kolbenverbrennungsmethode von Sch?niger

Zusammenfassung Die beschriebene Methode der Quecksilberbestimmung vereinigt die Verbrennung in dem von Schoniger eingeführten, geschlossenen System mit der flammenlosen Atomabsorptionsspektrophotometrie. Die homogenisierten and vorgetrockneten Proben von Fischen and Fischerzeugnissen werden in einem Verbrennungskolben in reinem Sauerstoff verbrannt und die Verbrennungsprodukte in nerd. Salzsäure, mit einem Zusatz von Permanganat zur Ausschaltung reduzierender Verbindungen, gelöst. Nach Reduktion zur elementaren Form wird der Quecksilberdampf mit einem Luftstrom direkt in eine Absorptionszelle, die im Strahlengang eines Atomabsorptionsspektrophotometers angeordnet ist, überführt. Um die Empfindlichkeit zu steigern, wird das Quecksilber zunächst mit Dithizon extrahiert, in starke Salzsäure reextrahiert, an Silberdraht amalgamiert and von diesem durch elektrische Erhitzung freigesetzt zur unmittelbar anschließenden AAS-Messung.Der gesamte Analysengang wird mit Radioquecksilber als Tracer kontrolliert.[/p][/p]

---

Determination of mercury compounds in fish and fish products by means of the schöniger method

Summary The method for determination of mercury described combines the combustion in a closed system, initiated by Schoniger, with the flameless atomic absorption spectrophotometry. Homogenized and dried samples of fish and fish products are burned with pure oxygen in a combustion flask and the combustion products are dissolved in dilute hydrochloric acid with addition of potassium permanganate to overcome reducing agents. After reduction to the element the mercury vapor is directly drawn by an air stream into an absorption cell arranged in the light beam of an atomic absorption spectrophotometer. To increase sensitivity the mercury is extracted first by dithizone, reextracted in strong hydrochloric acid, amalgamated on a silver wire and then volatilized by electrically heating, followed immediately by AAS measurement.All analytical steps are controlled with radiomercury as tracer.

---

---

Meiner chem.-techn. Assistentin, Fran M. Schröder, danke ich für die geschickte und sorgfältige Durchführung der Analysen.

---

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sind wir für die finanzielle Unterstützung zu Dank verpflichtet.     

Einflu? von Sorte und Lagertemperatur auf die an der enzymatischen Verf?rbung der Kartoffelknolle beteiligten Inhaltsstoffe

Zusammenfassung Die KartoffelaortenClivia, Irmgard, Lori undMaritta wurden 20 Wochen bei 2° C, 6° C und 10° C in Klimakammern bei konstanter Luftfeuchtigkeit gelagert. Die gewonnenen Ergebnisse wurden nach zweifaktorieller Varianzanalyse mit Varianzkomponentenschätzung verrechnet, wobei als Einflußgrößen Sorte und Lagertemperatur berücksichtigt wurden.Rohverfärbung und Blaufleckigkeit der Knolle sind in erster Linie sortentypische Merkmale; daneben besteht eine gewisse Abhängigkeit von der Lagertemperatur. Ebenso verhalten sich Polyphenoloxydaseaktivität und Gesamtphenolgehalt stark sortenabhängig. Darüber hinaus ist aber auch ein signifikanter Einfluß der Lagertemperatur bemerkbar. Ausschließlich durch die Sorte bedingt sind Chlorogensäure- und Citronensäuregehalt, während der Gehalt an Kaffeesäure stark von der Temperatur abhängig ist. Die Veränderungen des Ascorbinsäuregehaltes werden etwa zu gleichen Teilen von Sorte und Temperatur bestimmt.

---

Influence of varity and storage-temperature on the substances involved in the enzymatic colour-change of potatoe bulbs

Summary The varieties Clivia, Irmgard, Lori and Maritta were stored for 20 weeks at 2, 6, and 10° C under constant humidity conditions. The results were calculated by statistical means taking into account the variety and the storage temperature.Change of colour and black spots of the bulb are mainly criteria of the variety; a special dependancy on the storage temperature also exists. The polyphenoloxidase activity and the total phenol content also depend very severely on the variety. In addition a significant influence of storage temperature is found. On the variety only the chlorogenic and the citric acid content are dependant, whereas the caffeic-acid content depends on the temperature. The changes of ascorbic acid are related both to variety and temperature.

---

---

Diese Versuche und Untersuchungen wurden mit Unterstützung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft und der Deutschen Kartoffel-Union e.V., Bad Godesberg durchgeführt, wofür an dieser Stelle besonders gedankt sei.