AOAC 991.43 Gesamt-, lösliche und unlösliche Ballaststoffe in Lebensmitteln – Enzymatisch-gravimetrische Methode MES-TRIS-Puffer A

Gemäß der von der Official Association of Analytical Chemists (AOAC) entwickelten Norm „AOAC 991.43 Gesamt-, lösliche und unlösliche Ballaststoffe in Lebensmitteln – Enzymatisch-gravimetrische Methode MES-TRIS Puffer A“ werden jeweils zwei Proben getrockneter Lebensmittel (entfettet, falls der Fettgehalt über 10 % liegt) einer sequenziellen enzymatischen Verdauung mit hitzebeständiger α-Amylase, Protease und Amyloglucosidase unterzogen, um Stärke und Protein zu entfernen. Zur Bestimmung der Gesamtballaststoffe wird das Verdauungsprodukt mit Alkohol versetzt, um die löslichen Ballaststoffe vor der Filtration auszufällen. Der Ballaststoffrückstand wird mit Alkohol und Aceton gewaschen, getrocknet und gewogen. Zur Bestimmung der löslichen und unlöslichen Ballaststoffe wird das Verdauungsprodukt filtriert, die verbleibenden unlöslichen Ballaststoffe mit warmem Wasser gewaschen, getrocknet und gewogen. Zur Bestimmung der löslichen Ballaststoffe werden Filter und Rückstand zusammen mit Alkohol ausgefällt, filtriert, getrocknet und gewogen. Die Restwerte für Gesamtfaser, unlösliche und lösliche Ballaststoffe werden um Protein, Asche und Leerraum korrigiert.

Bei den Tests wird folgende Ausrüstung verwendet:

• Bechergläser: 400 oder 600 ml (in beliebiger Form).
• Filtertiegel: Sinterplatte, grobkörnig, ASTM 40–60 µm Porengröße, 60 ml Pyrex. Die Herstellung erfolgt wie folgt: Die Tiegel werden über Nacht bei 525 °C in einem Veraschungsofen verbrannt. Vor der Entnahme der Tiegel wird die Ofentemperatur auf unter 130 °C abgekühlt. Anschließend werden die Tiegel eine Stunde lang in einer 2%igen Reinigungslösung bei Raumtemperatur eingeweicht.

Die Tiegel werden zunächst mit normalem Wasser und anschließend mit deionisiertem Wasser gespült. Für den letzten Spülgang werden 15 ml Aceton verwendet, danach werden sie an der Luft getrocknet. Etwa 1,0 g Celite werden zu den trockenen Tiegeln gegeben und bei 130 °C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Der Tiegel wird etwa eine Stunde lang in einem Exsikkator gekühlt, und das Gewicht des Tiegels mit Celite wird auf 0,1 mg genau bestimmt.

• Vakuumsystem: Vakuumpumpe oder Absauggerät mit Regler. Dickwandige 1-Liter-Filterflasche mit Seitenarmen. Gummiringadapter für die Verwendung mit Filtration. Masken.
• Schüttelwasserbäder: Mit einem automatischen Ein-/Ausschalttimer kann eine Temperatur von 98 Grad plus/minus 2 Grad gehalten werden. Eine konstante Temperatur von 60 Grad kann eingestellt werden.
• Waage: Analytisch, Genauigkeit plus/minus 0,1 mg.
• Muffelofen: Kann eine Temperatur von 525 Grad plus/minus 5 Grad halten.
• Backofen: Kann Temperaturen zwischen 105 und 130 Grad Celsius plus/minus 3 Grad halten.
• Trockenmittel: Siliziumdioxid oder ein gleichwertiges Trockenmittel. Alle zwei Wochen wird das Trockenmittel über Nacht bei 130 Grad getrocknet.
• pH-Meter: Temperaturkompensiert, pH-Werte standardisiert mit Pufferlösungen von 4, 0, 7, 0 und 10, 0.
• Pipetten: Mit Einwegspitzen. Fassungsvermögen: 100-300 µL und 5 mL.
• Vertriebshändler.
• Magnetrührer und Rührstäbe.

Der AOAC-Standard 991.43 ist eine der anerkanntesten und historisch bedeutendsten Methoden zur Bestimmung von Ballaststoffen in Lebensmitteln. Seit seiner Erstveröffentlichung 1991 ist er ein Eckpfeiler der Ballaststoffanalyse. Vor diesem Standard wurde Ballaststoffgehalt üblicherweise nur als Rohfaser gemessen. Die im AOAC-Standard 920.86 beschriebene Methode unterschätzte den tatsächlichen Ballaststoffgehalt erheblich, da sie nur einen geringen Anteil an Cellulose und Lignin erfasste, während Hemicellulose, Pektin, Gummi und resistente Stärke größtenteils unberücksichtigt blieben.

Der AOAC-Standard 991.43 wurde entwickelt, um eine physiologisch genauere Messung zu ermöglichen, die besser widerspiegelt, was im menschlichen Dünndarm tatsächlich der Verdauung widersteht (die physiologische Definition von Ballaststoffen), und ist zur Grundlage für die Angabe von Ballaststoffwerten auf Millionen von Nährwertkennzeichnungen weltweit geworden.

Diese Methode kombiniert enzymatische Verdauung mit gravimetrischer Bestimmung:

• Probenvorbereitung: Doppelproben werden mit hitzebeständiger α-Amylase gelatiniert.
• Enzymatische Verdauung: Protease (zur Entfernung von Proteinen) und Amyloglucose (zur Hydrolyse von verdaulicher Stärke in Glucose) simulieren die Bedingungen der menschlichen Verdauung (pH-Wert, Temperatur und Dauer ähnlich denen in Mund, Magen und Dünndarm).
• Ausfällung der Ballaststoffe: Ethanol (4 Volumenteile) wird hinzugefügt, um die löslichen Ballaststoffpolymere auszufällen und die verdauten Substanzen zu entfernen.
• Filtration und Waschen: Der Rückstand (der die gesamten Ballaststoffe enthält) wird filtriert, mit Ethanol und Aceton gewaschen, getrocknet und gewogen.
• Protein- und Aschekorrektur: Ein Probenpaar wird auf Restprotein, das andere auf Asche analysiert; diese Werte werden voneinander subtrahiert, um den korrigierten Gesamtgehalt an Ballaststoffen zu erhalten.
• Optionale Trennung von löslichen und unlöslichen Ballaststoffen: Vor der Ethanolfällung kann das Verdauungsprodukt filtriert werden. Der nach der Filtration verbleibende Rückstand besteht aus unlöslichen Ballaststoffen. Das Filtrat wird anschließend mit Ethanol gefällt, um die löslichen Ballaststoffe zu gewinnen. Gesamtballaststoffe = Unlösliche Ballaststoffe + lösliche Ballaststoffe.

Die grundlegenden Merkmale dieser Methode sind folgende:

• Es misst sowohl lösliche als auch unlösliche Ballaststoffe.
• Es enthält resistente Stärke, die gegen enzymatische Verdauung resistent ist.
• DP enthält den größten Teil der unverdaulichen Oligosaccharide, wobei die Top 10 am wenigsten enthalten sind (weil sie in 78%igem Ethanol ausfallen).
• DP schließt unverdauliche Oligosaccharide 3-9 aus, für die separate Methoden erforderlich sind.

Die Vorteile dieser Methode sind folgende:

• Relativ einfache Ausrüstung (keine HPLC erforderlich).
• Robuste und reproduzierbare Ergebnisse in verschiedenen Laboren.
• Umfassende Validierungsdaten und Ringversuche.
• Es misst physiologisch relevante Fasern.

Aktuelle praktische Anwendung:

• In vielen Ländern, die die neue Codex/FDA-Definition nicht übernommen haben, wird sie immer noch als Referenzmethode verwendet.
• Es wird häufig in der Forschung verwendet, wenn historische Daten verglichen werden.
• Für Getreideprodukte, Gemüse und traditionelle ballaststoffreiche Lebensmittel werden von vielen Laboren neue Methoden bevorzugt, bei denen die Unterschiede minimal sind.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „AOAC 991.43 Gesamt-, lösliche und unlösliche Ballaststoffe in Lebensmitteln – Enzymatisch-gravimetrische Methode MES-TRIS Buffer A“ an.