6s. Band. l 293 September 1934.J W. L e i th e, Refraktometrisehe Bestimmung yon Milehfett usw.

b) Die statistisehe Methode ergab die Bereehnung der Saisonnormalen, mit deren HiKe eine Tabelle aufgestellt wurde, die Prognosen verschiedener Art ermSglieht.

3. Die Feststellungen yon C. H. E c k l e s konnten bestatigt werden. 4. Es wurden die gesetzmi~gigen Sehwankungen der Dm'chsehnittswerte der Milch-

produktion im Laufe eines Jahres festgestellt. Die Erforschung der kausalen Zu- sammcnhi~nge jedoch muB der Landwirtschaft vorbehalten bleiben. Es wi~ren Versuche zu machen, ob dureh Zusatzftitterung im Sommer dieselben Milchqualitaten erzielt warden k6nnten wie im Winter. Far die Eigenversorgung mit Butter k0nnte eine solehe Ft)rderung yon erheblicher Bedeutnng sein, wenn nicht ein Ausgleieh durch eine entsprechende Mehrmenge an Milch gewahrleistet wird. Diese Feststellungen lagen aber augerhalb des Bereiehes der gegebenen MSglichkeiten.

Wie sehon erwhhnt, mug zuniichst noch der Nachweis erbracht warden, ob das gefundene Gesetz far alle tlassen und Produktionsgebiete in gleicher Weise zutrifft.

S c h r i f t t u m . Prof. Dr. R u d o 1 f F u e t e r: Das Mathematische Werkz eug des Chemikers, Biologen, Statistikers

und Soziologen. 0 r e l t Ftil~li Verlag, Ztirict~ und Leipzig 1930. Dr. Ing. K a r l D a e v e s : Prgktisehe Grogz~hl-Forsehung. Methoden der Betriebsfiberwaehung

und Fehlerbeseitigung. VDI-Verlag, Berlin 1933. Dr. 0 t t o D o n n e r : Die S~isonsehwankungen als Problem der Konjunkturforsehung. Viertel-

jahreshefte zur Konjunkturforschung. Sonderheft 6. Berlin 1928. Verlag yon R e i m e r Ho lb ing .

Ein neues Schnellverfahren zur gleichzeit igen refraktometrischen Best immung

von Milchfett und Bleiessigserum der Milch. Von

W o l f g a n g Leithe.

M i t t e i l u n g aus dem II. C h c m i s c h e n L a b o r a t o r i u m de r U n i v e r s i t ~ t Wien.

[Eingegangen am 29. M~rz 1934.]

In einer kiirzlich 1) erschienenen Arbeit konnte gezeigt werden, dag sich aus Milch, die mit Bleiessig gefMlt und mit Tetrachlorkohlenstoff kurze Zeit zur Emulsion geschtittelt wnrde, nach dem Zentrifugieren das Milchfett quantitativ in der Tetra-Sehieht gel6st vorfindet. Auf dieses Ergebnis lieg sich ein Verfahren zur kombinierten pykno- metrischen Fettbestimmung und optische n Zuekerbestimmung (Refraktometerzahl des Serums naeh R o t h e n f u g e r ) griinden, das in ziemlich kurzer Zeit sehr genaue Werte fiir Milchfett und Refr~ktion des Bleiserums zu tiefern verm~g.

Trotzdem li~gt uber die pyknometrisehe Methodo beziiglich Einfachheit und Ge- sehwindigkeit der Handhabnng insbesondere bei der Analyse gr61]erer Reihen immer noeh zu wanschen abrig. Es schien daher yon Interesse zu sein, die Erfahrung, dag sich gleichzeitig mit der Herstelhmg des Bleiserums das Milchfett raseh und quantitativ ausscht~tteln l~gt, mit einer noch bequemeren indirekten physikalischen Bestimmungs- methode des Milehfettes zu verbinden. Es mul~te m0glich sein, damit ein Verfahren

1) Diese Zeitschrift 1934, 68, 196.

[Zeitschr. f. Unt~ersuchung 9~94 W. L e i t h e, [ der Lebensmittel.

zu schaffen, das auch bei Reihenanalysen beztiglich einfacher und rascher Durchfahrung bei ausreichender Genauigkeit gegentiber den bisher gehandhabten Methoden tier ge- trennten Bestimmung yon Fett und Refraktion des Serums einen wesentliehen Fort- schritt bedeutet. Eine derartige Methode daft wohl in der vorliegenden gleichzeitigen r e fr a k t o m e t r i s c h e n Bestimmung yon Milchfett und Bleiessigserum erblickt werden,

Xltere refraktometrische Bestimmungsmethoden des Milchfetts sind yon W o l l n y und N a u m a n n 1) angegeben worden. Nach dem Versetzen der Milch mit kupferoxyd- haltiger Kalilauge wird alas Milchfett mit Ather ausgeschattelt und die Refraktion der L0sung in einem speziellen Milchfett-Refraktometer gemessen. Das recht umstandliche Verfahren dttrfte vonder Acid-Butyrometrie nach Ge r b e r v~llig verdr~ngt worden sein.

Das Prinzip der vorliegenden kombinierten Methode besteht darin, die Milch I1ach dem Fhllen mit der zur Herstellung des Bleiserums ilach R o t h e n ful~ e r 2) nStigei1 Menge Bleiessig mit einer gemessenen Menge LSsungsmittel zu emulgieren und nach dem Zentrifugieren aus der Refraktion der FettlSsung den Fettgehalt zu bereehnen, whhrend die Refraktion des Serums in der gebrhuchlichen Weise zur Feststellung einer stattgefundenen W~sserung benutzt wird.

Als LSsungsmittel des Milchfettes ist far die refraktometrische Bestimmung der Tetrachlorkohlenstoff nieht verwendbar. Denn wg, hrend bei der pyknometrischen Methode ein mOglichst gro~er Unterschied zwischen L~sungsmittel und Fett b eztiglich der D ich t e angestrebt wurde, ist far die refraktometrische Analyse einer FettlSsung ein mSglichst grol~er Unterschied der beiden Komponenten bezaglich des B r e c h u n g s v e r m 6 g e n s I1otwendig. Der Brechungsexponent des Milqhfettes betr~gt etwa nD = 1,46. Es mug also das LSsungsmittel entweder einen bedeutend hSheren (n>l ,50) oder betr~chtlich kleineren Breehungsexponei1ten (11<1,40)zeigen. Da wegen der gewiinsehten gleich- zeitigen Messung der Refraktionen der FettlOsung und des Serums nur der Mel~bereich des Z e i s s ' schen Eintauehrefraktometers (nD = 1,325--1,492) in Betracht kam, schieden die stark breehendei1 FettlSsungsmittel aus. Yon den schwacher lichtbrechenden fielen wieder diejenigen weg, die infolge ihrer WasserlSslichkeit die Refraktion des Serums beeinflussen, wie Ather und Essigester. Diese Erwhgungen fiihrten zur u yon fraktioniertem Petroleum-Benzin; in der vorliegenden Arbeit wurde ein S c he r in g-

K ahl b aura ' sches Pr~parat vom Siedepunkt 90--100 ~ benutzt~ das d (~) = 0,719 und

n D (17,5~ zeigte. Die genannte Firma wird voraussichtlich ein Spezial- benzin herstellen, das den Anforderui1gen (m6glichst niedriger Brechungsexponent bei mOglichst geringer Flachtigkeit) noch besser entspricht.

Die u haben nun gezeigt, daf~ auch mit Benzin das Milchfett rasch und quantitativ aus der Milch-Bleiessig-Emulsion extrahiert wird, wenn man die Wirkung des Schilttelns (2 Minuten) durch Zufiigen yon kleinen Glaskugeln steigert. Mit Riick- sicht auf die Erfordernisse des Eintauch-Refraktometers werdei1 auf 10ccm Milch 4 ecru Benzin verwendet. Naeh knrzem Zentrifugieren werden die beiden flassige~ Phasei1 gemeinsam klar unmittelbar in die Refraktometergl~schen gefiillt und temperiert, worauf sich mit Prisma III die Refraktion der Benzin-FettlOsung und nach Einsetzei1 yon Prisma I, ohne daf~ die BenzinlSsung entfernt zu werden braucht, die Refraktion des Serums auf die bekannte handliche Art bestimmen lhl~t. Da reines Benzin das

1) Siehe KSnig, Chemie tier Nahrungs- u. Genu~m. (IV. Aufl.), 8 II, 204. ~) Diese Zeitschrift 1931, 62, 202; 1932, 64, 105; siehe auch Te l lmann , Milchw. For

schungen 15, 296.

68. Band. l 295 September 1934.] Refraktometrische Bestimmung yon Milchfett usw.

Brechungsverm0gen des Serums nicht beeinfluSt, sind die so gemessenen Serumwerte mit den nach R o t h e n f u l ] e r erhaltenen Zahlen v011ig identisch.

Die Berechnung des Fettgehaltes hat zuni~chst folgende aus der Mischungsregel abgeleitete Formel zur Grundlage:

z , gBenzin - - n - - n o

Fet~ ~ nL6sung

F a r eine bestimmte Benzinsorte und far das enge Konzentrat ionsintervall , das bei der Milehanalyse eingehalten wird, ist die Additiviti~t der Lichtbrechung aus den Beitr~gen der Komponenten als Voraussetzung der Mischungsregel ausreichend erftillt. Naturgemi~B daft aber als nFett nicht der Brechungsexponent des reinen ungelOsten Milchfettes eingesetzt werden, sondern es muBte diese GrSl~e in Benzinlbsungen von der bei der Milchanalyse auftretenden Konzentration (p etwa 10%) bestimmt werden. Hierzu wurden Benzinl0sungen yon Butterfetten sowie "con Milchfetten aus Molkerei- und Gutsmilchen refraktometriert und entsprechend der Formel

nL~.SUl~g." (gFe~-~"~ gBe?a2:i,l)-- (n~ellzin" g,,ellz,,1) n~e~ -- (II)

gFe t t

bereehnet. Als Mittelwert wurde far n~'et~ bei 17:50 = 1,4550 gefnnden und in Formet I eingesetzt (siehe Tabelle 1). Entsprechend der beobaehteten Konzentrationsabhiingigkeit yon nFett wi~re bei gr6Beren Fettkonzentrationen, etwa bei der Analyse yon Rahm, ein etwas h0herer Wer t zu verwenden (1,4560), wofern nicht eine kleinere Ein- waage vorgenommen wird.

An dieser Stelle ist die Frage zu erbrtern, wie weir die erfahrungsgemaB anftretenden Schwankungen in der Refrak- tion des Butterfettes das Resultat der Analyse beeintracht igen. Aus Formel I erkennt man, dab eine Abweichung yon :k0,001 in nFett einen Fehler yon 0,06% des Milchfettgehaltes bei einem Fet tgehal t yon 3% hervorruft, b~ach dem Schrifttnm 1) zeigt Butterfett Schwankungen in n]) (40 ~

Tabelle 1. R e f r a k t i o n yon M i l c h - u n d B u t t e r f e t t e n , in B e n z i n ge lSs t .

1) ]]Fet~

Milchfett aus Gutsmilch I 10,89 1,4542 , ,, , II 13,46 1,4548 ,, . Molkereirahm I 12,17 1,4556 . , , , , II 11,64 1,4553

TTT [ 12,88 1,4546 ,, ,, ,, u t ~ 29,03 1,4562

11,66 1,4549 ,, ,, ,, IV [ 27,68 t,4564

Butterfettaus Molkereibutter I 18,78 1,4555 ,, , ,, II 13,50 1,4548 ,, ,, ,, III 11,94 1,4551 ,, ,, ,, IV 15,74 1,4549

yon 1 ,452- -1 ,457 , so dab sich in extremen Fal len aus Abweichungen in der Refraktion des Milehfettes Fehler yon 4-0,15 ergeben kbnnen. In den praktischen Fal len scheint aber vor alIem bei Mischmileh die Konstanz in viet engeren Grenzen zu liegen. Die in Tabelle 1 angegebenen Messungen ergaben durchwegs Wer te yon n----1,4542 bis 1,4556 (in Benzin). Nach Einsammeln des einschliigigen Untersuchungsmateriales wird es zudem mSglich sein, die lokalen nnd jahreszeitlichen Schwankungen yon nFett zu beriicksichtigen und damit die Sicherheit der Methode weiter zu steigern. Bis dahin wird man aber immerhin bei Einzelmilch unter extremen Yerhiiltnissen eine Fehler- m6glichkeit yon =k0,2% im Auge behalten mtissen. F a r die Praxis der Milchkontrolle dtirfte aber dieser Umstand" den Wer t der Methode nicht wesentlich herabsetzen.

1) Siehe z.B. H a l d e n - G r f i n , Fette und Wachse (Berlin 1929) sowie K 6 n i g , Chemie der ~Nahrungs- und Genui~mittel. 4. Aufl.

296 ~r L e i t h e, [Zeitschr. f. Untersuchung [ der Lebensmittel.

Zur praktischen Berechnung des Fettgehaltes ist die Handhabung tier Formel I zu umst~ndlich. Es war ein Verfahren zu suchen, welches alas Mel~resultat, [ R L S s u n g - -

RBenzln], (R ~--- Refraktometeranzeige mit Prisma III) auf einfachste Weise in den Fett- 1

gehalt umzuwerten erlaubt. Zun~chst erkennt man, dal~ zufolge des Gliedes n F e t t - - nL~sung

in Formel I die Refraktometerdifferenz nicht streng proportional dem Fettgehalt ist. Das bei der pyknometrischen Methode 1) angewendete vereinfachte Rechenverfahren durch Aufstellen einer allgemein giltigen Tabelle ist im vorliegenden Fall nicht gangbar~ solange nicht ein Standard-Benzin vorliegt. Es ist daher einstwe~len eine graphische Methode vorteilhafter. Man zeichnet sich auf Millimeterpapier eine Kurve, deren Koordinaten einerseits durch die gemessenen Refraktometerdifferenzen, andererseits durch den Fettgehalt der 3Iilch im geeigneten Mafistab (z. B. 1% Fettgehalt ~ 5 era, 1 ~ Refraktometerdifferenz ~ 1 ccm) dargestellt werden.

Die Koordinatenwerte kann man nun entweder nach der entsprechend umgeformten Formel I bereehnen, indem man die der Benzinsorte und der bei der Analyse verwendeten 4 ccm-Pipette entsprechenden Werte einsetzt und aus der dem Zeiss 'schen Eintauch- refraktometer far Prisma III beigegebenen Tabelle die Refraktometerzahlen entnimmt.

~och besser aber wird man die Eiehkurve anf experimentellem Weg herstellen. Hierzu gewinnt man zunhchst aus einem Durchschnittsgemenge der zu analysierenden Milche durch Zentrifugieren, Verbuttern und Aussehmelzen reines Milchfett, fagt dann in W~gefl~schehen z.B. zu 0,3~ 0~6~ 0~9, 0,12 g Milchfett, entspreehend 1, 2, 3 und 4% Fettgehalt, die dreifache Menge der aus der verwendeten 4 cem-Pipette ausfliel~enden Benzinmenge zu und bestimmt bei 17,50 im Eintanchrefraktometer die auftretenden Refraktometerdifferenzen gegen reines Benzin. Die verbindende Kurve dient dann unmittelbar zur Auswertung tier Analysenergebnisse. Diese Methode hat den Vorteil, daft damit die Konzentrationsabh~ngigkeit, die 6rtlichen und j ahreszeitlichen Sehwankungen in der Refraktion des Butterfettes sowie die subjektive Beobaehtungsweise bei der Messung berticksichtigt werden k0nnen. Zuf~llige Beobachtungsfehler sind dutch besondere Sorgfalt und Mittelwertsbildung aus mehreren Messungen auszuschalten.

Beztiglich der experimentellen Ansfahrung der Bestimmung hat sich folgende A r b e it s v o r s c h r i ft bew~hrt: In ein starkwandiges, etwa 30 cem fassendes Zentrifugen- rohr, das rait einem fehlerfreien Korkstopfen verschliel~bar ist, werden 10 cem Milch, 0~5 cem Bleiessig~ etwa 50 kleine Glaskugeln (Durchmesser etwa 4 ram) sowie genau 4 ccm Benzin mit einer Pipette eiugef(ihrt, verschlossen und 2 3/[inuten sehr krhftig zur Emulsion geschiittelt. Bei Reihenbestimmungen schtittelt man die geftillten Zentrifugen- gl~ser gemeinsam in einer geeigneten u Natar]ieh kann auch eine wirksame Schattelapparatur verwendet werden. Nach dem Schatteln zentrifugiert man bei einer Tourenzahl yon 3 000 je Minute 5 Minuten lang. Hierauf werden die BenzinlSsung und das Serum gemeinsam yon dem zuunterst sowie teilweise zwischen den Flassigkeiten befindlichen K~sestoff in die zum Eintauehrefraktometer passenden Glhschen klar ab- gegossen, mit Glasdeckel oder Korkstopfen verschlossen und im Temperierbad bei 17,5 ~ einige Zeit belassen. Gleichzeitig temperiert man das mit Prisma III versehene Refrakto- meter in einem mit dem verwendeten Benzin gefallten Glhschen. Auf gleichm~l]ige Ein- stellung der Temperatur ist bei nichtw~sserigen LSsungen mit l~acksicht auf die grSl~ere Temperaturabhhngigkeit ihres BrechungsvermSgens besonderes Gewicht zu legen, l~ach- dem die Proben und das Refraktometerprisma die Badtemperatur angenommen haben,

1) Diese Zeitschrift 1934, 47, 441.

6s. B.~nd. ] 297 September 1934./ Refraktometrische Bestimmung yon Milchfett usw.

werden die Refraktionen der FettlSsungen der Reihe nach gemessen. Hierbei ist zu beacbten, dab das Prisma nur so weir in die FettlOsung eintaucht, als zur scharfen Er- kennung der Grenzlinie notwendig ist, dal] das Prisma etwa 1/2--1 Minute in der LSsung verweilen soll und dab beim nachfolgenden kurzen Abwischen des Prismas ein Erwi~rmen dureh die Handtemperatur vermieden wird. (Dicker, raseh aufsaugender und weicher Lappen.) Die Grenzlinie ist bei guter Beleuchtung, richtiger Stellung des Spiegels und gen~mer Temperierung immer sehr seharf ablesbar. Nachdem die Fettl~sungen durch- gemessen sind, ersetzt man Prisma I I I durch Prisma I nnd re fraktometriert nach Kon- trolle mit destilliertem Wasser die Sera auf die bekannte Weise. Es ist hierzu in der Regel nicht notwendig, die Fettl0sung abzugieBen, wenn man die Fliissigkeiten Mar eingefallt hat.

Da Abweichungen yon ~ 0.3 o der Refraktometerdifferenz einen Fehler yon ~ 0,05% im Milchfettgehalt hervorrufen, dt~rfte eine Genauigkeit yon :t: 0 ,05 - -0 ,1% im Fett- gehalt der Milch leicht zu erreichen sein.

Die ausgefiihrten Kontrollanalysen (Tab. 9.) erstreckten sich auf pasteurisierte und nicht pasteurisierte Milch yon versehiedenem Fettgehalt sowie auf Magermilch. Als Vergleichungsmethoden kamen die u nach t ~ O s e - G o t t l i e b , nach G e r b e r so- wie das pyknometrische Zentrifugenverfahren ~) zur Anwendung. Die ~bereinstimmung kann durchweg als gut bezeiehnet werden und steht mit den obigen Ausftihrungen im Einklang.

Tabelle 2. F e t t g e h a l t und R e f r a k t i o n yon Milch.

Art der Milch

Magermileh, nieht past. Gutsmilch, , ,,

(fettarm) Gutsmilch I, ,, ,,

,, II . . . . . Molkereimilch, ,, ,,

,, I, past. , E, ,,

nach G e r b e r

0,75 2,30

4,05 4,25 3,55 3,65 3,75

Fett (%), bestimmt

nach Pykn.- R 5 s e- Zentr. refraktometrisch

Go t l i eb

0,86 2,38

4,26 4,43 3~60 3,74 3,81

4,16 4,39 3,58

3,81

0,81, 0,72, 0,81 2,29, 2,13, 2,31

4,11, 4,08, 4,02 4,30, 4,22, 4,32 3,52, 3,57, 3,62 3,68, 3,67 3,72, 3,68.

Es dtirfte kein Zweifel bestehen, dug die vorliegende kombinierte refraktometrische Fett- und BIeiserumbestimmung experimentell gegentiber der getrennten Bestimmung yon Fett und Serum yon u ist. Es wi~re daher zu begral~en, wenn yon Seiten der milch- analytischen Laboratorien Erfahrungen damit gesammelt und verSffentlicht wtirden.

Uber weitere Anwendungen des u ~uf andere Molkereiprodukte sowie ~uf Kakao und Schokolade wird demnhchst berichtet werclen.

Der Firm~ C a r l Z e i s s - J e n a bin ich far die Leihung eines Eintauchrefrakto- meters zu Danke verpflichtet.

1) Diese Zeitschrift 1934, 68, 196.