Springer-Lehrbuch

Reinhard Matissek Gabriele Steiner Markus Fischer

Lebensmittel- analytikFnfte, vollstndig berarbeitete Ausgabe

ISBN 978-3-642-34828-0 ISBN 978-3-642-34829-7 (eBook)DOI 10.1007/978-3-642-34829-7

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Planung und Lektorat: Merlet Behncke-Braunbeck, Imme TechentinRedaktion: Katrin JanenEinbandentwurf: deblik, Berlin

Gedruckt auf surefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier

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Prof. Dr. Reinhard MatissekLebensmittelchemisches Institut (LCI) des Bundesverbandes der Deutschen Swarenindustrie e.V. Adamsstrae 52-5451063 Kln

Prof. Dr. Markus FischerUniversitt HamburgHamburg School of Food ScienceInstitut fr LebensmittelchemieGrindelallee 11720146 Hamburg

Dr. Gabriele SteinerChemisches und Veterinr-untersuchungsamt StuttgartSchaflandstrae 3/2 70736 Fellbach

VPromium Kompetenz in Lebensmittelanalytik

Nichts ist fr den Analytiker wichtiger, als zu wissen, warum man was, wann und wie untersucht und was das Ergebnis bedeutet.

Kompetenz in Lebensmittelanalytik erfordert das Verstehen und Anwenden so-wohl moderner instrumenteller Analysenverfahren als auch klassisch-herkmm-licher Methoden. Das Trainieren methodisch-strategischer Vorgehensweisen ist ebenso relevant wie die Fhigkeit zur Beurteilung von Methoden und Ergebnis-sen.

Zur Erreichung dieser Zielsetzung wurde das Lehrbuch grundlegend moderni-siert und erweitert. Die Generalberholung fhrt neben einer vervollstndigten Systematik zu einer besseren bersichtlichkeit und leichteren Lesbarkeit. Neu aufgenommen wurden einerseits aktuelle Analyten, wie 3-MCPD-Ester, HMF, Nitrosamine sowie andererseits wichtige instrumentelle Techniken, wie Realtime-PCR, NMR, HPTLC und denaturierende HPLC. Der ganzheitliche Ansatz der an-gewandten Lebensmittelanalytik wird komplettiert durch neue Kapitel rund um die Thematik Methoden- und Ergebnisbewertung, Statistik, Qualittsmanagement und Akkreditierung.

Klar und verstndlich verfasste Arbeitsanweisungen gestatten die Ermittlung von Major- und Minorbestandteilen eines Lebensmittels sowie von Zusatzstoffen und Kontaminanten. Authentizitts- und Herkunftsnachweise sind mglich. Weiter-fhrende Literaturangaben dienen zum vertiefenden Studium. Die Auswahl des richtigen Analysenverfahrens, schnelles Auffinden von Analyten, Agentien und Gertschaften sowie eine gute bersichtlichkeit werden durch den einheitlichen Aufbau der Kapitel erleichtert:

5 Informationen zum chemisch-analytischen Hintergrund 5 Prinzip der Methode / Zugrundeliegende Reaktionen 5 Geprfte Durchfhrungsanweisungen 5 Hinweise zur Aus- und Bewertung der Ergebnisse 5 Tipps und Tricks fr die Praxis

Frau Lebensmittelchemikerin Katrin Janen vom Lebensmittelchemischen Insti-tut (LCI) in Kln sei fr die wertvolle Mitarbeit und die sorgfltige redaktionelle Gesamtberarbeitung des Manuskriptes sowie die Bearbeitung der Kapitel Metho-denkategorien und Qualittsmanagement im Labor herzlichst gedankt. Frau Dr. Ilka Haase von der Hamburg School of Food Science (HSFS, Universitt Ham-burg) gebhrt besonderer Dank fr die Bearbeitung der Kapitel zur Beurteilung von Messergebnissen und Erstellung von Abbildungen. Fr die weitere Erstellung von Abbildungen, Formeln und die engagierte Mitarbeit mchten wir auerdem namentlich danken Frau Lebensmittelchemikerin Anna Dingel vom LCI sowie Herrn Dr. Sebastian Meinke und den Doktorandinnen Frau Franziska Vaagt und

VI

Frau Kathrin Tscherch von der HSFS. Dank gilt weiterhin zahlreichen Fachkolle-ginnen und Fachkollegen sowie vielen Studierenden fr ihre interessanten Hin-weise und Verbesserungsvorschlge. Last but not least danken wir dem Springer-Verlag fr die gute Zusammenarbeit.

Reinhard MatissekMarkus FischerGabriele SteinerKln | Hamburg | Stuttgart, im Sommer 2013

Promium Kompetenz in Lebensmittelanalytik

VII

Autoren

Reinhard MatissekReinhard Matissek war nach dem Studium der Lebens-mittelchemie und Lebensmitteltechnologie in Berlin zunchst als Wissenschaftlicher Angestellter beim da-maligen Bundesgesundheitsamt (BGA) in Berlin und anschlieend als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universitt Berlin (TUB) ttig. Nach einer Zeit als Hochschulassistent wechselte er 1988 als Ins-titutsleiter und Direktor zum Lebensmittelchemischen Institut (LCI) des Bundesverbandes der Deutschen Swarenindustrie nach Kln (Nachfolge Prof. Dr. A. Fincke). Seit 1991 ist er zudem auerplanmiger Pro-fessor fr Lebensmittelchemie am Institut fr Lebens-mittelchemie und Lebensmitteltechnologie der TUB.

Reinhard Matissek nimmt zahlreiche Aufgaben in Gremien der Wissenschaft und der Lebensmittel-industrie wahr, so unter anderem als Mitglied des Wis-senschaftlichen Ausschusses des Forschungskreises der Ernhrungsindustrie (FEI/AIF) in Bonn; als Vor-standsmitglied der Stiftung der Deutschen Kakao- und Schokoladenwirtschaft in Hamburg; als Mitglied des Kuratoriums des Fraunhofer Instituts fr Verfahrens-technik und Verpackung (IVV) in Freising; als Wissen-schaftlicher Leiter und stellvertretender Vorstandsvor-sitzender des Instituts fr Qualittsfrderung in der Swarenwirtschaft (IQ.Kln) in Kln und als Mitglied in verschiedenen Kommissionen des Bundesinstituts fr Risikobewertung (BfR) in Berlin. Reinhard Matissek war von 1990 bis 2004 Vorstandsmitglied der Lebens-mittelchemischen Gesellschaft (LChG) Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) in Frankfurt/Main. Er wurde 2003 mit dem Hans Dre-sel Memorial Award der International Associations of Confections (PMCA) sowie 2005 mit dem Fincke-Preis fr Wissenschaft und Technik des Bundesverbandes der Deutschen Swarenindustrie ausgezeichnet.

VIII

Gabriele SteinerGabriele Steiner war nach dem Studium der Lebens-mittelchemie an der Universitt Stuttgart zunchst als wissenschaftliche Mitarbeiterin und nach der Promo-tion ab 1983 als Hochschulassistentin am Institut fr Lebensmittelchemie ttig. Seit 1985 leitet sie am Che-mischen und Veterinruntersuchungsamt Stuttgart den Fachbereich Bedarfsgegenstnde. Sie ist als Leiterin der Zentrallabore Hochpolymere Werkstoffe und Nit-rosamine in Baden-Wrttemberg in zahlreichen Gre-mien und Kommissionen ttig, z. B. als Mitglied der BfR-Kommission fr Bedarfsgegenstnde sowie deren Ausschsse Antrge, Papier, Karton und Pappe und Gummi, der Arbeitsgruppe Bedarfsgegenstnde der Lebensmittelchemischen Gesellschaft (Fachgruppe der GDCh), in verschiedenen DIN-Gremien und der Arbeitsgruppe Nitrosamine des 64 LFGB.

Markus FischerMarkus Fischer studierte Lebensmittelchemie an der Technischen Universitt Mnchen, an der er 1997 im Bereich Molekularbiologie/Proteinchemie promovier-te. Nach der Habilitation (2003; Thema: Biosynthese-wege von Vitaminen: Enzyme, Strukturen, Funktionen und Anwendungen) in den Fachgebieten Lebensmittel-chemie und Biochemie, die mit dem Kurt-Tufel-Preis des jungen Wissenschaftlers ausgezeichnet wurde, wur-de er 2006 als Professor fr Lebensmittelchemie und Institutsdirektor an die Universitt Hamburg (Nachfol-ge Prof. Dr. Dr. H. Steinhart) berufen. Seit 2011 ist er Grnder und Direktor der Hamburg School of Food Science der Universitt Hamburg (HSFS).

Markus Fischer ist Mitglied in zahlreichen natio-nalen und internationalen wissenschaftlichen Gremien, u.a. ist er Mitglied des Extended Executive Committee der International Association of Environmental Ana-lytical Chemistry (IAEAC, Lausanne, Schweiz) und einer der beiden Deutschen Vertreter in der European Association for Chemical and Molecular Sciences (Eu-CheMS) Division of Food Chemistry.

Autoren

IX

Sicherheitshinweis

Im Labor wird mit Chemikalien gearbeitet, die bei Einwirkung auf den menschli-chen Organismus zu Erkrankungen oder Schdigungen fhren knnen. Eine Auf-nahme ist ber den Verdauungsweg, den Atemweg oder durch Resorption ber die Haut mglich.

Da die Giftigkeit von Chemikalien eine Frage der Konzentration ist, wurden Grenz-werte fr die maximal zulssigen Konzentrationen am Arbeitsplatz (MAK-Werte) festgelegt.

Deshalb sind Arbeiten im Labor unter dem Abzug durchzufhren und es muss ent-sprechende Schutzkleidung (Laborkittel, Schutzbrille, geschlossenes Schuhwerk, Schutzhandschuhe) getragen werden. Bei Arbeiten mit giftigen oder krebserzeu-genden Stoffen sind grundstzlich geeignete Schutzhandschuhe zu tragen.

Die gesetzlichen Regelungen der Gefahrstoffverordnung, der Technischen Regeln fr Gefahrstoffe (TRGS), sowie der Vorgaben der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und Chemie (BG RCI) sind zu beachten und einzuhalten.

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Inhaltsverzeichnis

I Grundlagen

1 Strategien zur Untersuchung von Lebensmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1 Probenbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Probenvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3 Analysenparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Methodenkategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1 Analysenmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.1 Labormethoden, Schnellmethoden, Sofortmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.2 Absolutmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.3 Relativmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.1.4 Aussagekraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2 Standardmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2.1 Offizielle Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2.2 Modifizierte Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.3 Literaturmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.4 Hausmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

II Qualitt im Labor

3 Beurteilung von Methoden und Ergebnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.1 Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.1.1 Kalibrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.1.2 Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.1.3 Wiederfindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.2 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2.1 Anzahl der Einzelmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2.2 Mittelwert, Standardabweichung und Varianz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2.3 Prfung auf Normalverteilung (Schnelltest) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.2.4 Ausreier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.2.5 Angabe des Messergebnisses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2.5.1 Konfidenzintervall fr kleine Stichprobenumfnge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2.5.2 Vergleich eines Mittelwertes mit einem Soll-/Grenzwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.2.5.3 Messunsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4 Qualittsmanagement im Labor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.1 Akkreditierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.2 Qualittslenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.2.1 Interne Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.2.2 Externe Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.3 Eignungsprfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

XII

III Verfahren in der Lebensmittelanalytik

5 Instrumentelle Techniken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455.1 Chromatographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.1.1 Dnnschichtchromatographie (DC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495.1.2 Hochleistungs-Dnnschichtchromatographie (HPTLC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.1.3 Gaschromatographie (GC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.1.4 Hochleistungs-Flssigchromatographie (HPLC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645.1.5 Denaturierende HPLC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725.2 Massenspektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765.2.1 Massenspektrometrie mit Gaschromatographie (GC-MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 805.2.2 Tandem-Massenspektrometrie mit Flssigchromatographie (LC-MS/MS) . . . . . . 805.2.3 Matrix-untersttzte Laserdesorption/Ionisierung-Flugzeit-

Massenspektrometrie (MALDI-TOF-MS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815.2.4 Massenspektrometrie mit induktiv-gekoppelten Plasma (ICP-MS) . . . . . . . . . . . . . 825.3 Spektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835.3.1 Ultraviolett/Visuell-Spektrometrie Photometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845.3.2 Infrarotspektrometrie (IR-Spektrometrie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875.3.3 Kernspinresonanzspektrometrie (NMR-Spektrometrie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.3.4 Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 965.3.5 Flammenphotometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035.3.6 Polarimetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055.3.7 Refraktometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095.4 Polarographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1135.5 Enzymatische Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1195.6 Elektrophorese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245.6.1 Agarose-Gelelektrophorese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265.6.2 Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE) . . . . . . . . . . 1295.6.3 Isoelektrische Fokussierung auf Polyacrylamid-Gelen (IEF-PAGE) . . . . . . . . . . . . . . 1325.7 Immunchemische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335.7.1 Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1365.8 Molekularbiologische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1375.8.1 DNA-Isolierungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1395.8.2 DNA-Konzentrationsbestimmungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1405.8.3 Qualitative Endpunkts-PCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1425.8.4 PCR-Restriktionsfragmentlngenpolymorphismus (RFLP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1455.8.5 Quantitative Realtime-PCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

IV Untersuchung von Lebensmitteln

6 Allgemeine Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1596.1 Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1606.1.1 Pyknometrische Bestimmung der relativen Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1616.1.2 Dichtebestimmung mittels Biegeschwinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1636.2 Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1656.2.1 Bestimmung von Wasser durch Karl-Fischer-Titration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Inhaltsverzeichnis

XIII

6.2.2 Bestimmung von Wasser durch azeotrope Destillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1686.3 Trockensubstanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1706.3.1 Gravimetrische Bestimmung der Trockensubstanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1716.3.2 Refraktometrische Bestimmung der Trockensubstanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1726.3.3 Pyknometrische Bestimmung der Trockensubstanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1746.4 Glhrckstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1756.4.1 Bestimmung des Glhrckstandes durch direkte Veraschung (Aschegehalt) . . . . 1756.4.2 Bestimmung des sureunlslichen Glhrckstandes (Sandgehalt) . . . . . . . . . . . 1776.4.3 Bestimmung der Type von Getreidemehl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1786.4.4 Bestimmung der Aschenalkalitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1806.5 Ballaststoff-/Rohfaser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1816.5.1 Bestimmung der unlslichen organischen Ballaststoffe nach van Soest . . . . . . . 1816.5.2 Bestimmung der Rohfaser nach Scharrer-Krschner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

7 Fette, Fettbegleitstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1897.1 Fett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1917.1.1 Direkte Extraktion Methode nach Soxhlet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1937.1.2 Extraktion nach Sureaufschluss Methode nach Weibull-Stoldt . . . . . . . . . . . . . 1967.2 Fett in Milch und Milcherzeugnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1977.2.1 Extraktion nach Ammoniakaufschluss Methode nach Rse-Gottlieb . . . . . . . . 1987.2.2 Extraktion nach Sureaufschluss Methode nach Schmid-

Bondzynski-Ratzlaff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2007.2.3 Acidobutyrometrische Bestimmung Methode nach Gerber . . . . . . . . . . . . . . . . 2027.3 Charakterisierung von Fetten und len . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2047.3.1 Chemische Methoden Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2047.3.1.1 Bestimmung der Verseifungszahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2047.3.1.2 Bestimmung der Iodzahl Methode nach Kaufmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2067.3.1.3 Bestimmung der Surezahl und des FFA-Gehaltes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2097.3.1.4 Bestimmung der Peroxidzahl Methode nach Wheeler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2127.3.1.5 Bestimmung der Anisidinzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2147.3.1.6 Bestimmung der Totox-Zahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2167.3.1.7 Bestimmung der Oxidationsbereitschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2177.3.1.8 Bestimmung der Halbmikro-Buttersurezahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2197.3.1.9 Bestimmung der unverseifbaren Anteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2237.3.2 Spektrometrische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2257.3.2.1 Charakterisierung von Fetten und len anhand des UV-Spektrums . . . . . . . . . . . 2257.3.2.2 Nachweis der Fettraffination mittels UV-Spektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2277.3.2.3 Nachweis der Fetthrtung mittels IR-Spektrometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2297.3.3 Chromatographische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2317.3.3.1 Charakterisierung von Fetten und len mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2327.3.3.2 Trennung und Identifizierung von Fettsuren (als Methylester)

mittels GC-FID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2337.3.3.3 Quantifizierung des Milchfettgehaltes mittels GC-FID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2367.3.3.4 Trennung und Identifizierung von trans-Fettsuren (als Methylester)

mittels GC-FID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2387.3.3.5 Bestimmung der Triglyceridverteilung mittels Hochtemperatur-GC-FID . . . . . . 240

Inhaltsverzeichnis

XIV

7.3.3.6 Bestimmung von Kakaobutterquivalenten mittels GC-FID (CoCal-Verfahren) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

7.3.3.7 Nachweis und Identifizierung von Sterinen mittels Kombination von DC und GC-FID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

8 Aminosuren, Peptide, Proteine, Nucleinsuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.1 Aminosuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2588.1.1 Identifizierung von Aminosuren mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2598.1.2 Bestimmung der Formolzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2618.1.3 Photometrische Bestimmung von Hydroxyprolin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2638.1.4 Photometrische Bestimmung von Prolin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2668.2 Proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2688.2.1 Charakterisierung von Proteinen bersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2688.2.1.1 Allgemeine Nachweisreaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2698.2.1.2 Mglichkeiten der Reinigung und Anreicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2708.2.1.3 Mglichkeiten der Identifizierung (Strukturanalyse) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2708.2.2 Bestimmung von Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2718.2.2.1 Bestimmung des Gesamtproteingehaltes ber Stickstoff Methode

nach Kjeldahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2718.2.2.2 Bestimmung des Reinproteingehaltes Methode nach Barnstein . . . . . . . . . . . . 2798.2.3 Elektrophoretische Methoden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2808.2.3.1 Bestimmung der molekularen Masse von Proteinuntereinheiten

mittels SDS-PAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2808.2.3.2 Differenzierung von Tierarten mittels IEF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2838.2.4 Immunchemische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2858.2.4.1 Bestimmung von Molkenproteinen mittels ELISA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2858.3 Nucleinsuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2888.3.1 Nachweis von Bt-Mais mittels Qualitativer PCR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2888.3.2 Differenzierung von Kakaoarten mittels PCR-RFLP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

9 Kohlenhydrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2979.1 Mono-, Di- und Oligosaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2989.1.1 Chromatographische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2999.1.1.1 Identifizierung von Zuckern mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3019.1.1.2 Bestimmung von Zuckern mittels HPLC-RI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3029.1.1.3 Bestimmung von Zuckern mittels GC-FID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3059.1.2 Polarimetrische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3099.1.2.1 Polarimetrische Bestimmung von Saccharose und Glucose . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3109.1.3 Chemische Summenmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3139.1.3.1 Bestimmung der direkt reduzierenden Zucker vor der

Inversion Reduktometrische Methode nach Luff-Schoorl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3139.1.3.2 Bestimmung der gesamtreduzierenden Zucker nach der

Inversion Reduktometrische Methode nach Luff-Schoorl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3179.1.3.3 Bestimmung von reduzierenden Zuckern (Lactose) und

Saccharose Komplexometrische Methode nach Potterat-Eschmann . . . . . . . . 320

Inhaltsverzeichnis

XV

9.1.4 Chemische Selektivmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3259.1.4.1 Bestimmung von Fructose Methode nach Willsttter-Schudel . . . . . . . . . . . . . . 3259.1.4.2 Bestimmung von Saccharose Kalkvorschrift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3319.1.5 Enzymatische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3339.1.5.1 Enzymatische Bestimmung von Glucose, Fructose und Mannose . . . . . . . . . . . . . 3339.1.5.2 Enzymatische Bestimmung von Glucose und Saccharose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3369.2 Polysaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3389.2.1 Nachweis von Strke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3399.2.2 Polarimetrische Bestimmung von Strke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3409.2.3 Photometrische Bestimmung von Pektin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

10 Spezielle Inhaltsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34910.1 Alkohole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35110.1.1 Pyknometrische Bestimmung des Gesamtalkoholgehaltes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35110.1.2 Bestimmung von Methanol Chromotropsuremethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35610.1.3 Identifizierung und Bestimmung von Alkoholen mittels GC-FID . . . . . . . . . . . . . . 36010.2 Organische Suren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36110.2.1 Identifizierung von organischen Suren mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36210.2.2 Bestimmung der flchtigen Suren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36510.2.3 Chemisch-photometrische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36610.2.3.1 Photometrische Bestimmung von Weinsure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36610.2.3.2 Photometrische Bestimmung von Milchsure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36810.2.3.3 Photometrische Bestimmung von pfelsure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37010.2.4 Enzymatische Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37310.2.4.1 Enzymatische Bestimmung von l-pfelsure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37310.2.4.2 Enzymatische Bestimmung von Citronensure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37610.3 Stickstoffsubstanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37910.3.1 Theobromin und Coffein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38010.3.1.1 Photometrische Bestimmung von Methylxanthinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38010.3.1.2 Bestimmung von Coffein und Theobromin mittels HPLC-UV . . . . . . . . . . . . . . . . . 38310.3.1.3 Abschtzung der Kakaobestandteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38510.3.2 Photometrische Bestimmung von Gesamtkreatinin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38710.3.3 Identifizierung von biogenen Aminen mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39010.3.4 Fluorimetrische Bestimmung von Histamin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39310.4 Vitamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39610.4.1 Photometrische Bestimmung von Vitamin A (Retinol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39710.4.2 Fluorimetrische Bestimmung von Vitamin B1 (Thiamin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40010.4.3 Bestimmung von Vitamin C (l-Ascorbinsure) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40310.4.3.1 l-Ascorbinsurebestimmung Methode nach Tillmanns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40410.4.3.2 Iodometrische Bestimmung von l-Ascorbinsure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40610.4.3.3 Polarographische Bestimmung von l-Ascorbinsure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40710.4.3.4 Bestimmung von l-Ascorbinsure mittels HPLC-UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40910.5 Bestimmung von Glycyrrhizin mittels HPLC-UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41210.6 Aktivitt von Enzymen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41510.6.1 Photometrische Bestimmung der Amylase-Aktivitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41510.6.2 Photometrische Bestimmung der Phosphatase-Aktivitt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

Inhaltsverzeichnis

XVI

10.7 Mineralstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42110.7.1 Bestimmung von Natrium und Kalium mittels Flammenphotometrie . . . . . . . . . 42110.7.2 Bestimmung von Calcium und Magnesium mittels AAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42310.7.3 Photometrische Bestimmung von Eisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42610.7.4 Bestimmung von Chlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42910.7.4.1 Chloridbestimmung Methode nach Mohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42910.7.4.2 Chloridbestimmung durch potentiometrische Titration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43210.7.4.3 Chloridbestimmung Methode nach Volhard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43410.7.4.4 Chloridbestimmung durch Titration mit Quecksilber(II)-nitrat . . . . . . . . . . . . . . . . 43610.7.5 Photometrische Phosphatbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43910.7.6 Simultanbestimmung von Anionen mittels Ionenchromatographie (SCIC) . . . . 44110.8 Active Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44210.8.1 Bestimmung von Cumarin mittels HPLC-UV und LC-MS/MS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44310.9 Photometrische Bestimmung von Hydroxymethylfurfural (HMF) . . . . . . . . . 446

Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447

11 Zusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45111.1 Konservierungsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45311.1.1 Identifizierung von Konservierungsstoffen mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45411.1.2 Identifizierung/Differenzierung von Benzoesure und Sorbinsure

mittels DC nach prchromatographischer In-situ-Derivatisierung . . . . . . . . . . . . 45611.1.3 Photometrische Bestimmung von Sorbinsure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46011.1.4 Bestimmung von Konservierungsstoffen in fettarmen Lebensmitteln

mittels HPLC-UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46211.1.5 Bestimmung von Konservierungsstoffen in fettreichen Lebensmitteln

mittels HPLC-UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46511.1.6 Bestimmung von Gesamt-Schwefliger Sure (Gesamt-SO2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46711.2 Sstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47011.2.1 Identifizierung von Sstoffen mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47111.2.2 Bestimmung von Cyclamat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47311.2.2.1 Chemisch-gravimetrische Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47311.2.2.2 Bestimmung mittels HPLC-UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47511.2.3 Bestimmung von Acesulfam-K, Aspartam und Saccharin mittels

Ionenpaar-HPLC-UV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47811.3 Farbstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48111.3.1 Identifizierung wasserlslicher, synthetischer Farbstoffe mittels DC . . . . . . . . . . 48311.3.2 Identifizierung fettlslicher Farbstoffe mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48711.4 Weitere Zusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48911.4.1 Identifizierung von Antioxidantien mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48911.4.2 Photometrische Bestimmung von Nitrit und Nitrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49311.4.3 Nachweis von kondensierten Phosphaten mittels DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49911.4.4 Photometrische Bestimmung von Phosphat (Ermittlung der P-Zahl) . . . . . . . . . . 50111.4.5 Photometrische Bestimmung von Milcheiwei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50411.4.6 Bestimmung von Ammoniumchlorid mittels Titration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506

Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508

Inhaltsverzeichnis

XVII

12 Schadstoffe, Kontaminanten, Rckstnde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51112.1 Elementanalytik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51412.1.1 Bestimmung von Blei mittels AAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51412.1.2 Bestimmung von Quecksilber mittels AAS (Kaltdampftechnik) . . . . . . . . . . . . . . . 51512.1.3 Bestimmung von Elementen mit ICP-MS bersichtsanalyse (TotalQuant) . . . . . 51712.2 Kontaminanten und organische Rckstnde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51912.2.1 Mykotoxine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51912.2.1.1 Bestimmung von Ochratoxin A mittels HPLC-FD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51912.2.1.2 Bestimmung von Aflatoxinen mittels HPLC-FD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52212.2.2 Bestimmung von Acrylamid mittels LC-MS/MS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52612.2.3 Bestimmung von Nitrosaminen in Bier mittels GC-TEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52912.2.4 Bestimmung von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen

(PAK) mittels HPLC-FD am Beispiel Benzo[a]pyren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53412.2.5 Bestimmung von freiem 3-MCPD mittels GC-MS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53912.2.6 Summenbestimmung von 3-MCPD-Fettsureestern und

Glycidyl-Fettsureestern mittels GC-MS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54312.2.7 Bestimmung von Benzol, Toluol und Xylol-Isomeren mittels GC/MS . . . . . . . . . . 54612.2.8 Identifizierung und Bestimmung von Tetrachlorethen mittels GC-ECD . . . . . . . . 55012.2.9 Nachweis und Bestimmung von Malachitgrn mittels DC-Densitometrie . . . . . 553

Weiterfhrende Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556

Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559

Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569

Inhaltsverzeichnis

1 I

Grundlagen

Kapitel 1 Strategien zur Untersuchung von Lebensmitteln 3

Kapitel 2 Einteilung von Methoden 7

3Strategien zur Untersuchung von Lebensmitteln

1.1 Probenbeschreibung 4

1.2 Probenvorbereitung 4

1.3 Analysenparameter 5

1

R. Matissek et al., Lebensmittelanalytik, Springer-Lehrbuch, DOI 10.1007/978-3-642-34829-7_1, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014

4

Bei der Untersuchung von Lebensmitteln stellen sich vor Beginn der Analyse stets die gleichen Fragen: Was soll wie, wann und warum untersucht werden und was bedeutet das Ergebnis? Anhand des Entscheidungsbaums (.Abb.1.1) knnen Strategien fr die Analyse einer Lebens-mittelprobe abgeleitet werden, um zielorientiert und effizient zu eindeutigen und verlsslichen Aussagen zu kommen.

1.1 Probenbeschreibung

Vor Beginn der Analyse sollte stets eine Probenbeschreibung erfolgen. Die beschreibende Sen-sorik ist dabei ein Bereich, der bei jedem Lebensmittel von groer Bedeutung ist. Denn auf diese Weise kann bereits eine Abweichung im Aussehen, Geruch oder Geschmack auf spezielle zu ermittelnde Analysenparameter hinweisen.

Anhand der Zutatenliste oder der mengenmigen Angabe wertgebender Bestandteile (QUID, engl. Quantitative Ingredients Declaration) sowie anhand von bildlichen Darstellun-gen auf der Verpackung (engl. labelling) knnen einzelne, fr das jeweilige Lebensmittel rele-vante Analysenparameter erkannt werden, mit Hilfe derer diese Angaben folglich analytisch verifiziert oder falsifiziert werden knnen. Bestimmte Auslobungen, wie z.B. ohne Farbstof-fe, lassen sich dann zielgerichtet analytisch berprfen.

Des Weiteren werden in lebensmittelrechtlichen Vorschriften fr bestimmte Lebensmittel Mindest- aber auch Hchstgehalte einzelner Bestandteile festgelegt. So werden in den Leit-stzen fr Fleisch und Fleischerzeugnisse beispielsweise Mindestgehalte fr bindegewebsfreies Fleischeiwei (BEFFE) vorgegeben. Der BEFFE-Anteil lsst sich mit Hilfe des Gehaltes der in Bindegewebsproteinen vorkommenden Aminosure Hydroxyprolin bestimmen (7Kap.8.1.3). Die lebensmittelrechtlichen Bestimmungen fr die Vielzahl der verschiedenen Bereiche sind der spezifischen Fachliteratur bzw. den offiziellen Verlautbarungen zu entnehmen.

1.2 Probenvorbereitung

Zur Probenvorbereitung gehrt die Homogenisierung der gesamten Probe, denn Entmischun-gen oder Inhomogenitten verflschen die Aussage ber die zur Untersuchung vorliegende Probe. Die Probe selbst sollte durch gute Probenahme (engl. best practice) die Grundgesamt-heit richtig reprsentieren. Bei zusammengesetzten Lebensmitteln knnen auch die einzelnen Bestandteile/Fraktionen separat untersucht werden. Als Beispiele, bei denen sich eine Sepa-rierung anbietet, sind u.a. Fleischsalat, Fischstbchen oder auch Pralinen zu nennen. Nach Separation lassen sich sowohl die Anteile am Gesamtprodukt, wie z.B. der Anteil an Wurstbrt im Fleischsalat, der Anteil an Panade im Fischstbchen, als auch die Zusammensetzung der Pa-nade bestimmen. Bei Pralinen kann die zum berzug verwendete Schokolade auf ihre Zusam-mensetzung untersucht werden, whrend die Fllung der Pralinen (z.B. Marzipan) gesondert auf ihre Qualittsmerkmale oder dergleichen zu prfen ist. Wichtig ist dabei ganz generell, die saubere, verschleppungsfreie Separierung der einzelnen Fraktionen.

Kapitel 1Strategien zur Untersuchung von Lebensmitteln

1

51.3 Analysenparameter

Mit Hilfe der allgemeinen Parameter kann ein Lebensmittel in der Grundzusammensetzung klassifiziert werden. Auf diese Weise werden auch die Grundparameter fr nhrwertbezogene Angaben, wie Brennwert, Eiwei, Kohlenhydrate und Fett, ermittelt.

Die Analytik der speziellen Parameter ergibt sich entweder aus der (sensorischen) Be-schreibung bzw. Auslobung, den lebensmittelrechtlich besonders geforderten Mindest- bzw. Maximalgehalten bestimmter Inhaltsstoffe oder der Kennzeichnung bestimmter Zusatzstoffe/Aromastoffe und der Prfung der Einhaltung vorgegebener Hchstgehalte.

Die Ermittlung definierter Prozesskontaminanten/Kontaminanten oder Rckstnde er-folgt bei Verdachtsmomenten oder besonderen Anforderungen bzw. Hinweisen. Beispiele fr die entsprechenden Analysenparameter sind in den Kapiteln 6 bis 12 aufgefhrt.

. Abb. 1.1 Entscheidungsbaum Analysenstrategie. ( R. Matissek, M. Fischer)

Lebensmittelprobe

Probenvorbereitung

Probenbeschreibung

Sensorik/Aussehen

Verpackung/Labelling

Hinweise:Zutatenliste,

QUID

AllgemeineParameter

Dichte

Wasser

Trockensubstanz

Glhrckstand/Asche/Sand

Aschenalkalitt

Ballaststoe/Rohfaser

Hauptinhaltsstoe

Fett

Protein

Kohlenhydrate

Major-/Minor-komponenten

SpezielleInhaltsstoe

Zusatzstoe

(Prozess-)Kontaminanten/

Rckstnde

Aromastoe

1.3 Analysenparameter1

7Methodenkategorien

2.1 Analysenmethoden 82.1.1 Labormethoden, Schnellmethoden, Sofortmethoden 82.1.2 Absolutmethoden 82.1.3 Relativmethoden 102.1.4 Aussagekraft 10

2.2 Standardmethoden 102.2.1 Offizielle Methoden 102.2.2 Modifizierte Methoden 11

2.3 Literaturmethoden 11

2.4 Hausmethoden 11

Literatur 12

2

R. Matissek et al., Lebensmittelanalytik, Springer-Lehrbuch, DOI 10.1007/978-3-642-34829-7_2, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014

8

Methoden fr die Analyse von Lebensmitteln knnen in verschiedene Kategorien einge-teilt werden. Unterschieden werden dabei Methodenkategorien nach Merkmalsausprgung (.Abb.2.1) und Methodenkategorien nach Zugnglichkeit(.Abb.2.2). Allen Methoden ge-mein ist, dass sie validiert sein mssen, um korrekte Ergebnisse erzielen zu knnen. Zur de-taillierteren Beschreibung einer Methodenvalidierung7Kap.3.1.

2.1 Analysenmethoden

Analysenmethoden sind zerstrend oder zerstrungsfrei arbeitende systematische Untersu-chungen, bei denen die zu untersuchenden Objekte im Allgemeinen in ihre Bestandteile auf-geschlsselt und diese als definierte Parameter weiter vermessen werden. Je nach Fragestellung kann ein Parameter auf unterschiedliche Weise analysiert werden:

5 qualitativ: Welcher Stoff kommt in einer Probe vor? 5 quantitativ: Wie viel ist von einem Stoff in einer Probe enthalten?

2.1.1 Labormethoden, Schnellmethoden, Sofortmethoden

Eine Methode ist ein auf einem Regelsystem aufbauendes Verfahren, das zur Erlangung von Erkenntnissen oder praktischen Ergebnissen dient [1].

In der Analytik wird ganz allgemein unter Methode der planmig durchgefhrte Gang einer Untersuchung verstanden. Diese ist im Normalfall an ein Labor oder eine laborhnliche Einrichtung gebunden und beinhaltet ausgehend von der Probenahme und -vorbereitung ber die eigentliche Messung auch die Befundauswertung. In diesem Fall wird von einer Laborme-thode gesprochen. Einige Methoden lassen sich aufgrund ihres Messprinzips auf einfache Art und Weise unabhngig von einem Labor betreiben. Zu nennen sind hier als Beispiele die pH-Messung, die refraktometrische Extraktbestimmung, Teststbchen, Test-Kits und viele andere Konzepte mehr. In diesen Fllen wird von Schnellmethoden gesprochen [2].

Werden Messungen On-line bzw. zerstrungsfreie, das Lebensmittel nicht beeintrchtigen-de Messungen In-line ausgefhrt und in die Produktion integriert, knnen sie zur kontinuier-lichen Prozesskontrolle dienen. Fr die Produktionssteuerung im Hersteller- bzw. Verarbei-tungsbetrieb ist diese Art der Messung der anzustrebende wenn auch seltene Idealfall einer Schnellmethode, die exakter jedoch als Sofortmethode zu bezeichnen wre.

2.1.2 Absolutmethoden

Bei den Absolutmethoden wird eine physikalische Gre gemessen, die der Konzentration bzw. Menge des Analyten direkt proportional ist. Zu nennen ist hier die Bestimmung der Masse mittels Gravimetrie (Wgen) bzw. die Bestimmung des Volumens (z.B. einer Malsung) bei der Maanalyse (Titrimetrie). Eine Kalibrierung ist nicht notwendig (Waagen sind normaler-weise geeicht).

Kapitel 2Methodenkategorien

2

9. Abb. 2.1 Methodenkategorien nach Merkmalsausprgung. ( R. Matissek, M. Fischer)

Methodenkategorien

Konzeption

Labormethoden

Schnellmethoden

Sofortmethoden

Kalibrierungs-abhngigkeit

Absolutmethoden

Relativmethoden

Aussagekraft

Qualitativ

Semi-quantitativ

Quantitativ

. Abb. 2.2 Methodenkategorien nach Zugnglichkeit. ( R. Matissek, M. Fischer)

Methodenkategorien

Standardmethoden

Literaturmethoden

Hausmethoden

2.1 Analysenmethoden2

10

2.1.3 Relativmethoden

Bei den Relativmethoden wird eine physikalische Gre wie die Absorption, die Extinktion, die Spannung, der Stromfluss u. dgl. gemessen, die abhngig von der Konzentration bzw. Men-ge einer Substanz ist. Die Zuordnung des Wertes dieser Messgre zur Konzentration oder Menge geschieht ber eine Kalibrierfunktion (idealerweise eine Kalibriergerade), die speziell bestimmt werden muss. Unter die Relativmethoden fallen alle chromatographischen und spek-trometrischen Verfahren. Matrixeinflsse (vgl. 7 Kap. 3.1.3) sind zu beachten.

2.1.4 Aussagekraft

Je nach Problemstellung, Aufbau und Ausfhrung knnen Analysenmethoden unterschied-liche Aussagekraft besitzen. Unterschieden werden demnach:

5 qualitative Methoden: Nachweismethoden und Screeningmethoden 5 Schtzmethoden 5 Grenzwertmethoden 5 Tests 5 Bestimmungsmethoden (quantitative bzw. semiquantitative Methoden)

2.2 Standardmethoden

Als Standardmethoden (Konventionsmethoden, Konventionalmethoden) werden Methoden bezeichnet, die allgemein anerkannt sind. Allgemein anerkannt bedeutet, dass die Methoden vor der Verffentlichung in sog. Ringversuchen (7Kap.4.3) mit vielen teilnehmenden Laboren validiert und geprft wurden. Die Vorgaben bei diesen Methoden werden von jedem, der diese Methoden anwendet, eingehalten.

Werden Standardmethoden angewendet, so sind diese Methoden vorab im Labor zu veri-fizieren. Dies bedeutet, dass nachgewiesen wird, dass die in der Methode angegebenen Przi-sionsdaten eingehalten werden.

2.2.1 Offizielle Methoden

Standardmethoden werden hufig auch als offizielle Methoden bezeichnet, denn sie werden von Behrden oder anderen Organisationen verffentlicht. In Deutschland gibt es die vom Bun-desamt fr Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) herausgegebene Amtliche Sammlung von Untersuchungsmethoden (ASU), die ihre Grundlage im Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB, 64) hat. Diese ASU-Methoden finden Anwendung im gesam-ten Bereich der Lebensmittel, Kosmetik und Bedarfsgegenstnde. Die Methodensammlung wird stets auf aktuellem Stand gehalten und es werden weitere Methoden aufgenommen.

Europische Methoden werden z.B. als Europa Norm (EN)-Methoden herausgegeben. Die-se Methoden werden hufig auch als DIN-Methoden vom Deutschen Institut fr Normung in Deutschland bernommen oder liegen auch als weltweit gltige ISO-Methoden (International Standard Organisation) vor und finden u.a. vielfach bei der Wasseruntersuchung Anwendung.

2

Kapitel 2Methodenkategorien

11

AOAC-Methoden gehen auf die Association of Analytical Communities (AOAC Inter-national) zurck. Das amerikanische Landwirtschaftsministerium (USDA) wollte vor ber 100 Jahren eine Grundlage schaffen, auf der einheitliche Methoden zur Analytik von vielen Laboren herangezogen werden knnen. Bei diesen international weit verbreiteten Methoden wird das gesamte Spektrum der Lebensmittel abgedeckt.

In der Schweiz wurde das Schweizerische Lebensmittelbuch (SLMB) mit allgemein an-erkannten Methoden herausgegeben. Diese amtliche Sammlung von Untersuchungsmethoden steht als Online-Version zur Verfgung.

Des Weiteren gibt es Methoden, die sich mit einem bestimmten Bereich von Lebensmitteln beschftigen. So gibt es Deutsche Einheitsmethoden zur Untersuchung von Fetten, Fettpro-dukten, Tensiden und verwandten Stoffen, die von der Deutschen Gesellschaft fr Fettwissen-schaft e.V. (DGF) herausgegeben werden.

Die Internationale Fruchtsaftunion (IFU) hat eine eigene Kommission gebildet, die sich mit der Entwicklung von Analysenmethoden beschftigt. In den IFU-Methoden werden die Inhaltsstoffe von Fruchtsaft und Fruchterzeugnissen behandelt.

Im Bereich Swaren/Schokoladen gibt es offizielle Methoden, die noch nach der Vorgn-ger-Organisation IOCCC bezeichnet sind. Heute ist IOCCC (International Organization for Cocoa, Chocolate and Confectionery) in die International Association of Confectionery (ICA) eingebunden, die Methoden behalten aber weiterhin ihre Gltigkeit.

2.2.2 Modifizierte Methoden

Sobald die offiziellen Methoden in irgendeiner Form abgendert werden, kann die offizielle Methode nicht mehr direkt zitiert werden. In diesem Fall ist die Methode als modifiziert an-zugeben.

Jegliche Form von Modifikation ist jedoch vorab zu validieren, um nachzuweisen, dass die nderung keine Auswirkungen auf das Ergebnis hat (7Kap.3.1).

2.3 Literaturmethoden

Sind fr die Analytik eines bestimmten Parameters keine Standardmethoden bekannt, kn-nen auch sogenannte Literaturmethoden angewandt werden. Das sind Methoden, die in B-chern, Fachzeitschriften und Journalen verffentlicht wurden. Bevor diese Literaturmethoden jedoch fr die Routineanalytik eingesetzt werden knnen, mssen auch diese validiert werden (7Kap.3.1).

2.4 Hausmethoden

Wenn die bentigte Analytik weder in Standardwerken noch in der Fachliteratur beschrieben wurde, so ist eine eigene Methode zu entwickeln. Diese wird als Hausmethode bezeichnet. Wie aus dieser Bezeichnung hervorgeht, sind derartige Methoden nur einem internen Kreis inner-halb einer Einrichtung bzw. Instituts zugnglich. Im Vergleich zu den vorher beschriebenen Methoden ist hier der Validierungsaufwand am grten.

2.4 Hausmethoden2

12

Literatur

1. Drosdowski G (Hrsg.) (1978) Duden Das groe Wrterbuch der deutschen Sprache. Bd.4, Bibliographi-sches Institut, Mannheim

2. Matissek R (2004) Schnellmethoden in Lebensmitteln Mglichkeiten und Grenzen. In: Baltes W, Kroh L (Hrsg.) Schnellmethoden zur Beurteilung von Lebensmitteln und ihren Rohstoffen. Behrs Verlag, Hamburg. S130

2

Kapitel 2Methodenkategorien

13 II

Qualitt im Labor

Kapitel 3 Beurteilung von Methoden und Ergebnissen 15

Kapitel 4 Qualittsmanagement im Labor 39

15

Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

3.1 Methoden 163.1.1 Kalibrierung 163.1.2 Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze 203.1.3 Wiederfindung 22

3.2 Ergebnisse 253.2.1 Anzahl der Einzelmessungen 253.2.2 Mittelwert, Standardabweichung und Varianz 253.2.3 Prfung auf Normalverteilung (Schnelltest) 263.2.4 Ausreier 273.2.5 Angabe des Messergebnisses 313.2.5.1 Konfidenzintervall fr kleine Stichprobenumfnge 313.2.5.2 Vergleich eines Mittelwertes mit einem Soll-/Grenzwert 32

3.2.5.3 Messunsicherheit 33

Literatur 37

3

R. Matissek et al., Lebensmittelanalytik, Springer-Lehrbuch, DOI 10.1007/978-3-642-34829-7_3, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014

16

Neben der Auswahl der richtigen Methode fr die jeweilige analytische Fragestellung ist die richtige Interpretation der Ergebnisse ausschlaggebend fr eine verlssliche Beurteilung von Lebensmitteln. Zu unterscheiden sind

5 Parameter, die eine Beurteilung der Analysenmethode erlauben 5 Parameter, die Auskunft ber Genauigkeit und Streuung des Messergebnisses geben

Letztere sind entscheidend fr die Einschtzung inwieweit das experimentell ermittelte Ergeb-nis vom wahren Wert entfernt liegt. Die bersicht in .Abb.3.1 zeigt statistische Hilfsmittel, die zur Beurteilung der Ergebnisse herangezogen werden knnen.

3.1 Methoden

3.1.1 Kalibrierung

Eine Kalibrierung dient dazu, eine Verbindung zwischen Messsignal und Analytkonzentration herzustellen. In den meisten Fllen liegt ein proportionaler (seltener: reziprok proportionaler)

. Abb. 3.1 bersicht Beurteilung von Methoden und Ergebnissen. ( R. Matissek, M. Fischer)

Methoden-beurteilung

Kalibrierung

NG, EG, BG

Wieder-ndung

Ergebnis- beurteilung

Anzahl derMessungen

Mittelwert,Standard-

abweichung

Normal-verteilung

Ausreier

Angabe desMess-

ergebnisses

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

3

17

Zusammenhang vor, das heit je grsser die Konzentration, desto grsser (oder kleiner) wird das Messsignal. Besonders hufig besteht ein linearer Zusammenhang; somit stehen das Mess-signal y und die Konzentration x ber folgende Geradengleichung in Verbindung:

y = mx + b

mitm Steigungb y-Achsenabschnitt

Im Rahmen einer korrekten Kalibrierung mssen folgende Punkte beachtet werden: 5 Bei der Herstellung der Kalibrierlsungen sollte darauf geachtet werden, dass die Konzen-

trationen quidistant sind. 5 Der Arbeitsbereich der Kalibriergeraden sollte so liegen, dass sich die zu erwartende

Konzentration der Probe in der Mitte des Arbeitsbereiches befindet. 5 Die Kalibrierung kann nur dann verwendet werden, wenn zwischen den Messsignalen

der mehrfach vermessenen kleinsten und grten Konzentrationen Varianzenhomogeni-tt (7Abschn.3.2.2) besteht (F-Test):

PG = s21

s22mit s1> s2

Diese Prfgre wird mit dem Wert aus der F-Tabelle (Restrisiko = 5 %) bei f1 = n1 1 (fr s1) und f2 = n2 1 (fr s2) verglichen (.Tab.3.1).

Ist PG < Tabellenwert, so ist mit 95 % iger Wahrscheinlichkeit von einer Varianzenhomoge-nitt auszugehen.

5 Es findet eine lineare Regression nach y = mx + b statt. Die Linearitt kann ber das Be-stimmtheitsma B beurteilt werden. ber das Bestimmtheitsma (auch Determinations-koeffizient genannt) kann die Wahrscheinlichkeit eines linearen Zusammenhangs (B = 1) ermittelt werden. Daneben wird die Reststandardabweichung sR, L bestimmt:

sR,L =

(yi yi)2n 2

mit yi Messsignal der i-ten Kalibrierlsung, yi errechneter Wert = mxi + b

5 Zustzlich findet eine quadratische Regression nach y = ax2 + bx + c statt. Die Reststan-dardabweichung sR, Q errechnet sich wie folgt:

sR,Q =

(yi yi)2n 3

3.1 Methoden3

18

f 11

23

45

67

89

1015

2030

60

f 2 164

7,8

799,

586

4,2

899,

692

1,893

7,1

948,

295

6,7

963,

396

8,6

984,

999

3,1

1001

1010

1018

238

,51

39,0

039

,1739

,25

39,3

039

,33

39,3

639

,37

39,3

939

,40

39,4

339

,45

39,4

639

,48

39,5

317

,44

16,0

415

,44

15,10

14,8

814

,73

14,6

214

,54

14,4

714

,42

14,2

514

,1714

,08

13,9

913

,9

412

,22

10,6

59,

989,

609,

369,

209,

078,

988,

908,

848,

668,

568,

468,

368,

26

510

,01

8,43

7,76

7,39

7,15

6,98

6,85

6,76

6,68

6,62

6,43

6,33

6,23

6,12

6,02

68,

817,

266,

606,

235,

995,

825,

705,

605,

525,

465,

275,

175,

074,

964,

85

78,

076,

545,

895,

525,

295,

124,

994,

904,

824,

764,

574,

474,

364,

254,

14

87,

576,

065,

425,

054,

824,

654,

534,

434,

364,

304,

104,

003,

893,

783,

67

97,

215,

715,

084,

724,

484,

324,

204,

104,

033,

963,

773,

673,

563,

453,

33

106,

945,

464,

834,

474,

244,

073,

953,

853,

783,

723,

523,

423,

313,

203,

08

116,

725,

264,

634,

284,

043,

883,

763,

663,

593,

533,

333,

233,

123,

002,

88

126,

555,

104,

474,

123,

893,

733,

613,

513,

443,

373,

183,

072,

962,

852,

72

136,

414,

974,

354,

003,

773,

603,

483,

393,

313,

253,

052,

952,

842,

722,

60

146,

304,

864,

243,

893,

663,

503,

383,

293,

213,

152,

952,

842,

732,

612,

49

156,

204,

774,

153,

803,

583,

413,

293,

203,

123,

062,

862,

762,

642,

522,

40

166,

124,

694,

083,

733,

503,

343,

223,

123,

052,

992,

792,

682,

572,

452,

32

176,

044,

624,

013,

663,

443,

283,

163,

062,

982,

922,

722,

622,

502,

382,

25

185,

984,

563,

953,

613,

383,

223,

103,

012,

932,

872,

672,

562,

442,

322,

19

195,

924,

513,

903,

563,

333,

173,

052,

962,

882,

822,

622,

512,

392,

272,

13

3

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

. T

ab. 3

.1 F

-Tab

elle

fr

= 0

,05

19

f 11

23

45

67

89

1015

2030

60

f 2 205,

874,

463,

863,

513,

293,

133,

012,

912,

842,

772,

572,

462,

352,

222,

09

215,

834,

423,

823,

483,

253,

092,

972,

872,

802,

732,

532,

422,

312,

182,

04

225,

794,

383,

783,

443,

223,

052,

932,

842,

762,

702,

502,

392,

272,

142,

00

235,

754,

383,

753,

413,

183,

022,

902,

812,

732,

672,

472,

362,

242,

111,9

7

245,

724,

323,

723,

383,

152,

992,

872,

782,

702,

642,

442,

332,

212,

081,9

4

255,

694,

293,

693,

353,

132,

972,

852,

752,

682,

612,

412,

302,

182,

055,

61

265,

664,

273,

673,

333,

102,

942,

822,

732,

652,

592,

392,

282,

162,

031,8

8

275,

634,

243,

653,

313,

082,

922,

802,

712,

632,

572,

362,

252,

132,

001,8

5

285,

614,

223,

633,

293,

062,

902,

782,

692,

612,

552,

342,

232,

111,9

81,8

3

295,

594,

203,

613,

273,

042,

882,

762,

672,

592,

532,

322,

212,

091,9

61,8

1

305,

574,

183,

593,

253,

032,

872,

752,

652,

572,

512,

312,

202,

071,9

41,7

9

405,

424,

053,

463,

132,

902,

742,

622,

532,

452,

392,

182,

071,9

41,8

01,6

4

605,

293,

933,

343,

012,

792,

632,

512,

412,

332,

272,

061,9

41,8

21,6

71,4

8

120

5,15

3,80

3,23

2,89

2,67

2,52

2,39

2,30

2,22

2,16

1,94

1,82

1,69

1,53

1,31

5,

023,

693,

122,

792,

572,

412,

292,

192,

112,

051,8

31,7

11,5

71,3

91,0

0

3.1 Methoden3

. T

ab. 3

.1 F

orts

etzu

ng

20

mit yi Messsignal der i-ten Kalibrierlsung yi errechneter Wert = mxi2 + bxi + c

5 Durch Vergleich der beiden Reststandardabweichungen wird das bessere Modell aus-gewhlt. Ist sR, L > sR, Q, wird mit Hilfe des Anpassungstests nach Mandel entschieden, ob dieser Unterschied wirklich signifikant ist. Die Prfgre PG errechnet sich zu:

PG = (nL 2) s2R,L (nQ 3) s2R,Qs2R,Q

Diese Prfgre wird mit dem Wert aus der F-Tabelle (Restrisiko = 1 %) bei f1 = 1 und f2 = nQ 3 verglichen.

Ist PG < Tabellenwert, so ist mit 99 %iger Wahrscheinlichkeit keine bessere Anpassung durch die quadratische Regression zu erwarten. Die lineare Kalibrierfunktion kann zur Aus-wertung der Probe(n) herangezogen werden (.Tab.3.2).

Grundstzlich mssen Kalibrierfunktionen frei von Ausreiern sein. Steht ein Wert im Ver-dacht ein Ausreier zu sein, so muss dieses mit dem Ausreiertest nach Huber (fr lineare Kali-brierfunktionen) berprft werden. Hier sei auf die einschlgige Literatur verwiesen. Wird der Wert als Ausreier identifiziert, muss die gesamte Kalibrierung wiederholt werden, da bei einer Eliminierung des Wertes die quidistanz der Kalibrierkonzentrationen nicht mehr gegeben ist.

3.1.2 Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze

Wird bei der Probenanalyse ein geringfgig ber Null (bzw. Blindwert) liegender Messwert gewonnen, so sind zwei Interpretationen mglich:

3

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

. Tab. 3.2 F-Tabelle fr den Anpassungstest nach Mandel ( = 0,01), f1 = 1

f2 = nQ 3 f2 = nQ 3 f2 = nQ 3 f2 = nQ 3

1 4052 10 10,04 19 8,18 28 7,64

2 98,50 11 9,65 20 8,10 29 7,60

3 34,12 12 9,33 21 8,02 30 7,56

4 21,20 13 9,07 22 7,95 40 7,31

5 16,26 14 8,86 23 7,88 60 7,08

6 13,75 15 8,68 24 7,82 120 6,85

7 12,25 16 8,53 25 7,77 6,63

8 11,26 17 8,40 26 7,72

9 10,56 18 8,29 27 7,68

21

1. Die Probe enthlt die gesuchte Substanz nicht. Der Messwert ist lediglich auf die Unprzi-sion des Analysenverfahrens zurckzufhren und der Messwert ist dem Streubereich des Blindwertes zuzuordnen.

2. Die Probe enthlt die gesuchte Substanz. Wiederholte Analysen wrden einen Messwert ergeben, in dessen Streubereich der erste, in Frage gestellte Messwert liegt.

Eine statistische Entscheidungshilfe bei der Interpretation von kleinen Messwerten ist die An-gabe von Nachweis- (NG), Erfassungs- (EG) und Bestimmungsgrenze (BG) einer Methode, die sich wie folgt definieren:

z NachweisgrenzeAn der NG (engl. Limit Of Detection, LOD) wird der Analyt nur in 50 % der Messungen quali-tativ erkannt. Die Wahrscheinlichkeit fr eine falsch-negative Entscheidung liegt bei 50 % (fr eine falsch-positive Entscheidung bei 5 %).

z ErfassungsgrenzeAn der EG wird der Analyt in 95 % der Messungen qualitativ erkannt. Die Wahrscheinlichkeit fr eine falsch-negative Entscheidung liegt bei 5 % (fr eine falsch-positive Entscheidung bei 5 %).

z Bestimmungsgrenze:Ab der BG (engl. Limit Of Quantification, LOQ) kann der Analyt mit einer bestimmten Ergeb-nisunsicherheit sicher quantifiziert werden. Liegt der Analytgehalt also unterhalb von BG, so gilt er zwar mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit als qualitativ nachgewiesen, sinnvolle quantitative Aussagen knnen jedoch erst oberhalb der BG gemacht werden (.Tab.3.3).

Die Bestimmung von NG, EG und BG einer Methode ist abhngig davon, ob ein sog. Leerwert mit Hilfe einer analytfreien Matrix bestimmt werden kann. In diesen Fllen knnen NG, EG und BG direkt ber die Leerwertmethode bestimmt werden. Ist es nicht mglich eine analyt-freie Matrix herzustellen, werden die drei Parameter indirekt ber die Kalibrierung (Kalibrier-methode) ermittelt. In beiden Fllen wird eine Normalverteilung der Daten vorausgesetzt. Kann diese Anforderung nicht erfllt werden, bzw. ist keine Kalibrierung des Systems mglich, kann auf sog. Schtzmethoden zurckgegriffen werden.

Detailliertere Beschreibungen zur Ermittlung von NG, EG und BG ber die o.g. Verfahren siehe Literaturhinweise.

3.1 Methoden3

. Tab. 3.3 Angabe des Ergebnisses. (Nach DIN 32645)

Ergebnis Angabe des Ergebnisses als

x > BG Gehalt in der Probe

NG < x < BG Nachweisbar, Gehalt der BG

NG < x Nicht nachweisbar

22

Definitionen

Zu beachten ist, dass die hier verwendeten Begriffsdefinitionen von NG, BG und EG aus der DIN 32645 (Chemische Analytik Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze unter Wiederholbedingungen Begriffe, Verfahren, Auswertung) bernommen wurden, diese aber nicht immer einheitlich verwendet werden. Auch die Angaben von LOD (Limit Of Detection) und LOQ (Limit Of Quantification) knnen anders definiert sein.

3.1.3 Wiederfindung

Verluste bei der Aufarbeitung oder strende Matrixeffekte fhren hufig zu Messergebnissen, die um einen bestimmten Betrag kleiner (Verluste) oder grer (z.B. Matrixeffekte) als der wahre Wert sind. Ist dieser Betrag unabhngig von der Analytkonzentration immer gleich (Steigung m bleibt gleich), so handelt es sich um eine konstant-systematische Abweichung. ndert dieser sich hingegen in Abhngigkeit der Analytkonzentration (vernderte Steigung m), so handelt es sich um eine proportional-systematische Abweichung.

Um diese Verschiebung des Messergebnisses zu erkennen und zu korrigieren, wird die Wiederfindung eines Analyten in einer bestimmten Matrix bestimmt. Hierzu stehen mehrere Verfahren zur Verfgung:

z SchnelltestBeim Schnelltest wird eine bekannte, definierte Menge des Analyten in eine analytfreie Matrix gegeben und die Konzentration ber ein etabliertes, kalibriertes Verfahren bestimmt. Alterna-tiv wird der Analytgehalt in der Probe ermittelt, die Probe anschlieend mit einer bekannten, definierten Menge des Analyten dotiert und erneut vermessen. Die Wiederfindungsrate WFR ergibt sich wie folgt:

WFR = xb xPxi

100

mitxi Menge Analytxp Menge Analyt in Probexb Konzentration Analyt in dotierter Probe

Das Messergebnis der Probe xp, korr wird abschlieend um die WFR korrigiert:

xp,korr = xPWFR

Der Nachteil an dieser Methode ist, dass keine Information vorhanden ist, ob es sich bei den Abweichungen um konstant- oder proportional-systematische Abweichungen handelt. Auf alle Flle ist die angewandte rechnerische Korrektur der Messergebnisse um die WFR klar an-zugeben.

3

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

23

z Interne StandardmethodeEin Interner Standard ist eine Substanz, die hnliche physikalisch-chemische Eigenschaften besitzt, wie der Analyt. Folglich wird davon ausgegangen, dass sich der Interne Standard bei der Aufarbeitung und Analytik hnlich zum Analyten verhlt (z.B. hnliche Matrixeinflsse und Aufarbeitungsverluste). Vor der eigentlichen Analytik der Probe wird ein Korrekturfaktor KF ermittelt, dieser wird auch Responsefaktor Rf genannt:

KF = cA,KF yS,KFcS,KF yA,KF

mitcA, KF Konzentration des AnalytencS, KF Konzentration des Internen StandardsyS, KF Messsignal des Internen StandardsyA, KF Messsignal des Analyten

Bei der Analyse der Probe wird vor der Aufarbeitung der Interne Standard in bekannter Kon-zentration cS zugegeben und die Probe analysiert. Die Analytkonzentration cA wird mit Hilfe der Messsignale unter Bercksichtigung des KF und der Wiederfindung des Internen Stan-dards ermittelt:

cA = yA cS KFyS

mitcS Konzentration des Internen StandardsyS Messsignal des Internen StandardsyA Messsignal des AnalytenKF Korrekturfaktor

z WiederfindungsfunktionFr die Ermittlung einer Wiederfindungsfunktion erfolgt zunchst eine matrixfreie Grund-kalibrierung (Standards xg(1bisn)). Die Kalibrierung wird wie oben beschrieben durchgefhrt. Die Grundkalibrierfunktion lautet:

yG = mGx + bG

Anschlieend wird jeder einzelne Kalibrierstandard dem Matrixeinfluss (xm(1bisn)) der realen Probe ausgesetzt und analysiert. ber die Messsignale ym(1 bis n) resultiert daraus die zweite Kalibrierfunktion:

yM = mMx + bM

Unter der Annahme, dass Grund- und Matrixkalibrierung die gleiche Streuung besitzen (Pr-fung auf Homogenitt der Verfahrensstandardabweichungen sV = sR/m beider Verfahren, vgl.

3.1 Methoden3

24

einschlgige Literatur) werden die Messsignale ym(1 bis n) mit der Grundkalibrierfunktion aus-gewertet:

xWF(1 bis n) = ym(1 bis n) bGmG

Die errechneten Konzentrationen xWF(1 bis n) werden anschlieend gegen die eingesetzten Kon-zentrationen xm(1 bis n) graphisch aufgetragen und die Wiederfindungsfunktion ermittelt:

xWF = mWFx + bWF

Sind keine Abweichungen durch Matrixeffekte vorhanden, so hat die Wiederfindungsfunktion eine Steigung von mWF=1 und einen y-Achsenabschnitt von bWF=0. Bei konstant-systemati-schen Abweichungen ist bWF0 (mit mWF=1), whrend sich bei proportional-systematischen Abweichungen die Steigung ndert mWF1 (mit bWF=0). Bei proportional-systematischen Abweichungen ist mWF=WFR und das Probenergebnis kann entsprechend korrigiert werden (vgl. Schnelltest).

z StandardadditionsmethodeFr das Standardadditionsverfahren wird im ersten Schritt eine matrixfreie Grundkalibrierung durchgefhrt (vgl. Wiederfindungsfunktion, Standard xg(1bisn), yG=mGx + bG). ber diese wird der Analytgehalt xP in der Probe abgeschtzt. Durch Zugabe definierter Mengen an Analyt (c14) werden mindestens vier Aufstockproben x14 hergestellt. Dabei ist zu beachten, dass zum einen die Aufstockschritte quidistant sein sollten und zum anderen die Konzentration der hchsten Aufstockung c4 mindestens so hoch sein sollte, wie der abgeschtzte Analytgehalt xP der Probe sowie alle Aufstockproben innerhalb des linearen Arbeitsbereiches der Kalibrier-funktion liegen mssen. Durch Vermessung der Aufstockproben und der Probe entsteht die Standardadditionsfunktion:

ySA = mSAx + bSA

mitbSA = yP

Die exakte Probenkonzentration wird aus dem Schnittpunkt der Standardadditionsfunktion mit y=bG bestimmt (.Abb.3.2) und ist bereits um die Wiederfindung korrigiert:

|xPr| =bG yPmSA

Die Wiederfindungsrate WFR kann berechnet und mit angegeben werden, die Probe wird jedoch nicht erneut damit korrigiert.

WFR (%) = mSAmG

100

3

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

25

3.2 Ergebnisse

3.2.1 Anzahl der Einzelmessungen

Der Stichprobenumfang n hat einen unmittelbaren Einfluss auf die Richtigkeit des Messergeb-nisses. Je grer n, desto genauer wird das Ergebnis. Entscheidend ist, dass sich die Bezeich-nung Mehrfachbestimmungen immer auf die komplette Analytik bezieht. Erfolgt beispiels-weise eine einfache Aufarbeitung der Probe mit anschlieender dreifacher Analytik mittels HPLC, so spiegelt das gemittelte Ergebnis lediglich den Fehler der HPLC wider, nicht aber Ver-luste, die durch die Aufarbeitung entstanden sind. Der Stichprobenumfang sollte mindestens n = 3 betragen. Bei Doppelbestimmungen kann ein fehlerhafter Wert schwer erkannt werden.

3.2.2 Mittelwert, Standardabweichung und Varianz

Mittelwert und Standardabweichung sind die am hufigsten eingesetzten statistischen Parame-ter. Fr eine weitere statistische Auswertung der Daten (s.u.) werden meistens beide Parameter bentigt. Bei deren Berechnung sollten die Nachkommastellen in Abhngigkeit der Rohdaten und in Hinblick auf mgliche Vergleichs-/Soll-/Grenzwerte auf ein vernnftiges Ma gerundet werden.

z Mittelwert, MedianDer Mittelwert x gehrt zu den sog. Lageparametern und entspricht bei normalverteilten Stichproben dem Maximum der Glockenkurve. Mathematisch errechnet sich der Mittelwert aus dem Quotienten der Summe aller Einzelwerte xi und dem Stichprobenumfang n:

3.2 Ergebnisse3

. Abb. 3.2 Graphische Bestimmung der Probenkonzentration xP (Pfeil) aus Grundkalibrierung und Standard-addition. ( R. Matissek, M. Fischer)

5

-4 -2 0 2 4 6 8 10 120

10

15

20

25

30

GrundkalibrierungStandardadditiony = bG

Mes

ssig

nal

Analytkonzentration

26

x =

xi

n

Da der Mittelwert durch Extremwerte (z.B. Ausreier) stark beeinflusst wird, sollte von Fall zu Fall entschieden werden, ob nicht andere Lageparameter eine hhere Aussagekraft besitzen. Besonders, wenn es sich nicht um normalverteilte Daten handelt (z.B. links- oder rechtsgipf-lige Verteilungen), sollten zustzlich das sog. Dichtemittel D (Wert, der am hufigsten auftritt, auch als Modalwert bezeichnet) und/oder der Zentralwert Z (teilt die Datenreihe genau in der Mitte, auch als Median bezeichnet) angegeben werden. Detaillierte Beschreibungen zu Dichte-mittel und Zentralwert befinden sich in der am Ende des Kapitels angegebenen Literatur.

z Standardabweichung, VarianzStandardabweichung s bzw. Varianz s2 sind ein Ma fr die Abweichung der Einzelwerte vom Mittelwert und gehren zu den sog. Streuparametern. Die Varianz ist wie folgt definiert:

s2 =

(xi x)2n 1

Da Varianz und Mittelwert nicht die gleiche Einheit besitzen, wird bevorzugt mit der Quadrat-wurzel der Varianz, der Standardabweichung s, gearbeitet:

s =

(xi x)2n 1

Ein statistischer Parameter, der sich aus der Standardabweichung ableitet, ist der Standard-fehler sx . Im Intervall x 2sx liegt mit etwa 95 %iger Sicherheit der wahre Wert . Der Variationskoeffizient cv ist ein wichtiger Parameter zum Vergleich zweier Stichproben mit unterschiedlichen Stichprobenumfngen n1 und n2 oder verschiedener Nachweisverfahren (Verfahrensvariationskoeffizient).

sx = sn

cv = sx

3.2.3 Prfung auf Normalverteilung (Schnelltest)

Die meisten statistischen Testverfahren lassen sich nur anwenden, wenn es sich um normal-verteilte Daten handelt. Eine Normalverteilung liegt dann vor, wenn die Einzelwerte in einer Glockenkurve gleichmig um den wahren Wert streuen. Eine schnelle berprfung auf Normalverteilung bietet der Schnelltest nach David.

Hierbei wird der Quotient aus Variationsbreite V (Differenz zwischen grtem und kleins-tem Wert) und der Standardabweichung s gebildet (= Prfgre, PG). Dieser Wert muss in-nerhalb eines tabellarisch festgelegten Intervalls (abhngig vom Strichprobenumfang, vgl.

3

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

27

.Tab.3.4) liegen. Wird diese Voraussetzung erfllt, so entspringen die Daten der Stichpro-be mit einer Wahrscheinlichkeit von P = 90 % (Restrisiko = 0,1) aus einer normalverteilten Grundgesamtheit.

PG = Vs

mitV Variationsbreites Standardabweichung

3.2.4 Ausreier

Bevor eine zuverlssige Interpretation der Analysenergebnisse mglich ist, muss die Daten-reihe auf Ausreier geprft werden. Besonders der Mittelwert wird durch nicht erkannte Aus-reier stark beeinflusst (7Abschn.3.2.2). Wird ein Wert als Ausreier erkannt, wird dieser als

3.2 Ergebnisse3

. Tab. 3.4 Prfung auf Normalverteilung nach David, P = 0,9

n Untere Grenze Obere Grenze n Untere Grenze Obere Grenze

3 1,78 2,00 25 3,45 4,53

4 2,04 2,41 30 3,59 4,70

5 2,22 2,71 35 3,70 4,84

6 2,37 2,95 40 3,79 4,96

7 2,49 3,14 45 3,88 5,06

8 2,54 3,31 50 3,95 5,14

9 2,68 3,45 55 4,02 5,22

10 2,76 3,57 60 4,08 5,29

11 2,84 3,68 65 4,14 5,35

12 2,90 3,78 70 4,19 5,41

13 2,96 3,87 75 4,24 5,46

14 3,02 3,95 80 4,28 5,51

15 3,07 4,02 90 4,36 5,60

16 3,12 4,09 100 4,44 5,68

17 3,17 4,15 150 4,72 5,96

18 3,21 4,21 200 4,90 6,15

19 3,25 4,27 500 5,49 6,72

20 3,29 4,32 1000 5,92 7,11

28

solcher gekennzeichnet und nicht mehr in weitere Berechnungen einbezogen. Der Stichpro-benumfang verringert sich entsprechend um die Zahl der Ausreier. Die verbleibende Daten-reihe sollte erneut auf Ausreier geprft werden.

Es gibt verschiedene Testverfahren, um Datenreihen auf Ausreier zu berprfen. Die gngigsten Verfahren sind die Ausreiertests nach David, Hartley und Pearson, Dixon, Grubbs und Nalimov. Da diese Tests unterschiedlich scharf Ausreier identifizieren, muss immer der Name des Tests angegeben werden. Allen Tests gemeinsam ist die Bildung einer Prfgre (PG), die anschlieend mit einem Tabellenwert verglichen wird. berschreitet die PG den Tabellenwert, so handelt es sich bei dem berprften Wert mit einer bestimmten Wahrschein-lichkeit P um einen Ausreier.

z Test nach David, Hartley und Pearson

PG = Vs

Ist PG > Tabellenwert, so ist der Extremwert mit dem greren Abstand zu x mit einer be-stimmen Wahrscheinlichkeit P ein Ausreier (.Tab.3.5).

z Test nach DixonBeim Test nach Dixon sind die Formeln fr die Bildung der Prfgren abhngig vom Stich-probenumfang und sind in der .Tab.3.6 mit angegeben.

Ist PG > Tabellenwert, so ist der kleinste bzw. grte Wert mit einer Wahrscheinlichkeit von P = 95 % ein Ausreier.

z Test nach Grubbs

PG = |x x|

s

mitx = Extremwert (grter bzw. kleinster Wert)

Ist PG > Tabellenwert, so ist der kleinste bzw. grte Wert mit einer Wahrscheinlichkeit P ein Ausreier (.Tab.3.7).

z Test nach Nalimov

PG = |x x|s

n

n 1

mitx = Extremwert (grter bzw. kleinster Wert)

Ist PG > Tabellenwert, so ist der kleinste bzw. grte Wert mit einer Wahrscheinlichkeit P ein Ausreier (.Tab.3.8).

3

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

293.2 Ergebnisse

3. T

ab. 3

.5 A

usre

ier

test

nac

h D

avid

, Har

tley,

Pea

rson

nP

nP

0,90

0,95

0,99

0,99

50,

900,

950,

990,

995

31,9

971,9

992,

000

2,00

030

4070

04,

890

5,26

05,

400

42,

409

2,42

92,

445

2,44

735

4,84

05,

040

5,42

05,

570

52,

712

2,75

32,

803

2,81

340

4,96

05,

160

5,56

05,

710

62,

949

3,01

23,

095

3,11

545

5,06

05,

260

5,67

05,

830

73,

143

3,22

23,

338

3,36

950

5,14

05,

350

5,77

05,

930

83,

308

3,39

93,

543

3,58

555

5,22

05,

430

5,86

06,

020

93,

449

3,55

23,

720

3,77

260

5,29

05,

510

5,94

06,

100

103,

570

3,68

53,

875

3,93

565

5,35

05,

570

6,01

06,

170

113,

680

3,80

02,

012

4,07

970

5,41

05,

630

6,07

06,

240

123,

780

3,91

04,

134

4,20

875

5,46

05,

680

6,13

06,

300

133,

870

4,00

04,

244

4,32

580

5,51

05,

730

6,18

06,

350

143,

950

4,09

04,

340

4,43

185

5,56

05,

780

6,23

06,

400

154,

020

4,17

04,

440

4,53

090

5,60

05,

820

6,27

06,

450

164,

090

4,24

04,

520

4,62

095

5,64

05,

860

6,32

06,

490

174,

150

4,31

04,

600

4,70

010

05,

680

5,90

06,

360

6,53

0

184,

210

4,37

04,

670

4,78

015

05,

960

6,18

06,

640

6,82

0

194,

270

4,43

04,

740

4,85

020

06,

150

6,39

06,

840

7,01

0

204,

320

4,49

04,

800

4,91

050

06,

720

6,94

07,

420

7,60

0

254,

530

4,71

05,

060

5,19

010

007,

110

7,33

07,

800

7,99

0

30

3

Kapitel 3Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

. Tab. 3.6 Ausreiertest nach Dixon

n P = 0,95 PG unten PG oben

3 0,941 x2x1xnx1

xnx(n1)xnx1

4 0,765

5 0,642

6 0,560

7 0,507

8 0,554 x2x1x(n1)x1

xnx(n1)xnx2

9 0,512

10 0,477

11 0,576 x3x1x(n1)x1

xnx(n2)xnx2

12 0,546

13 0,521

14 0,546 x3x1x(n2)x1

xnx(n2)