CH642173A5 - Verfahren und vorrichtung zum feststellen des fettgehaltes einer probe, insbesondere von tierischem fleisch. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Fettgehaltes einer Probe, insbesondere von tierischem Fleisch, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Einzelhandelsverkauf von Rind- und Schweinefleisch ergeben sich häufig Probleme hinsichtlich der Preisstellung aufgrund der Anteile von magerem Fleisch und Fett in der angebotenen Ware. Die mageren Fleischanteile sind hauptsächlich Eiweissträger, während die fetten Anteile überwiegend aus reinem Fett bestehen. Abhängig von der Verwendung des Fleisches können unterschiedliche Anteile von mageren und fetten Teilen zugelassen werden. Bei in Scheiben geschnittener oder durch den Fleischwolf gegebener Ware sind die Kunden überwiegend unzufrieden, wenn das Fleisch mehr Fettanteile enthält, als aus seinem Aussehen im Angebot zu schliessen ist. Die Kunden stufen deshalb Fleisch mit geringem Fettgehalt in der Qualität höher ein als das mit grösserem Fettgehalt, doch kann die rein augenscheinliche Beurteilung falsch sein, und bisher sind keine Messeinrichtungen bekannt, mit denen der Fettanteil im Fleisch tatsächlich festgestellt und angezeigt werden kann.

Nach einem bekannten Verfahren macht man sich zunutze, dass der Schmelzpunkt des Fettes niedriger als der von magerem Fleisch ist. Man erhitzt deshalb im Fleischwolf zerkleinertes Rindfleisch in einer bestimmten Menge und wiegt nach der Trennung des geschmolzenen Fettanteils vom Anteil des mageren Fleisches die Fettmenge, worauf sich leicht das Verhältnis von Fettanteilen zu magerem Fleisch bestimmen lässt. Ein derartiges Gerät wird von der Harvard Mfg. Co., U.S.A. angeboten. Bei diesem Verfahren wird der Fettgehalt durch Trennung gemessen, indem 56 g im Fleischwolf zerkleinertes Fleisch 20 min lang erhitzt wird, so dass für die Bestimmung des Fettgehaltes einer Probe wenigstens 25 min benötigt werden. Das Volumen des herausgeschmolzenen Fettes hängt ausserdem in hohem Masse von der angewendeten Temperatur ab. Es scheint nicht sinnvoll, das beschriebene Gerät in Räumen einzusetzen, in denen die Temperatur unter 18 °C liegt. Um Fleisch frisch zu halten, ist wenigstens — 2 °C erforderlich. In den meisten Fleisch anbietenden Geschäften wird die Raumtemperatur gewöhnlich unter 15 °C gehalten, und folglich ist es unmöglich, das genannte Fettbestimmungsgerät unter diesen Bedingungen einzusetzen. Es ist ausserdem bekannt, dass die Schmelztemperatur von Rinderfett zwischen 40 und 50 °C und von Schweinefett zwischen 33 und 46 °C liegt. Das Bestimmungsgerät ist für die Messung des Fettgehaltes bei Rindfleisch vorgesehen, so dass, wenn es für Messungen des Fettgehaltes von Schweinefleisch eingesetzt werden soll, mit grosser Wahrscheinlichkeit die Temperatur und die Erhitzungszeit geändert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein dieses Verfahren ermöglichendes Gerät zu schaffen, mit dem Werte über den genauen Fettgehalt von tierischem Fleisch durch einfache und schnelle Messung gewonnen und angezeigt werden können, so dass sowohl der Kunde als auch 5 der Verkäufer mit dem Kauf bzw. dem erzielten Preis zufrieden sind.

Es soll dabei ein Messverfahren entwickelt werden, das mit hoher Genauigkeit leicht und in sehr kurzer Zeit durchzuführen ist, das sich für viele unterschiedliche Arten von io Fleisch eignet und bei dem vor allem das Fleisch, an dem die Messung durchgeführt werden soll, nicht erhitzt zu werden braucht.

Das erfindungsgemässe Verfahren macht sich den Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen Fleisch- und Fettbe-15 standteilen zunutze, indem der Gehalt an Fett durch den Unterschied im spezifischen Gewicht oder im spezifischen Volumen bei vorgegebenem Gewicht ermittelt wird.

Das Messverfahren wird so durchgeführt, dass eine bestimmte Probenmenge, an der die Messung durchgeführt wer-2o den soll, in eine Fett nicht lösende Flüssigkeit gelegt und aus der Abweichung des spezifischen Gewichts oder des spezifischen Volumens der Probe gegenüber Werten normierter Proben der Fettgehalt der zu bestimmenden Probe ermittelt wird. Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrich-25 tung enthält an einem Bauteil mit Eichproben hergestellte Markierungen und Mittel zum Feststellen der Differenz des spezifischen Gewichts oder des spezifischen Volumens der zu messenden Probe. Die Eichlinien sind mit Hilfe von Modellproben hergestellt worden, so dass anhand dieser Eichlinien so die verschiedenen spezifischen Gewichte oder spezifischen Volumina der Proben gemessen und daraus die Aufteilung zwischen mageren Fleischbestandteilen und Fett abgelesen werden kann.

Für die nachfolgenden Überlegungen werden zunächst ss folgende Festlegungen getroffen: Das Gewicht der zu untersuchenden Probe, nämlich Fleisch in Scheiben oder im Stück oder auch mit dem Fleischwolf zerkleinertes Fleisch, das X Gew.-% Fett enthält, wird mit Wx bezeichnet, sein Volumen mit Vx. Es gelten dann folgende Gleichungen:

40

X

Wr = Wx(l )

100

X

Wf= Wx- —

« 100

Wr Wf Vx = — + —

pr pf

Wx-X J_ 100 (pf

1 Wx

) +

pr pr

50

oder

Vx

_L _ X 1 J_

Wx px 100 ^ pf pr ^ pr

55

worin

Wr = der Gewichtsanteil der mageren Fleischbestandteile, Wf = das Gewicht des Fettanteils,

pf = das spezifische Gewicht der Fetteile in g/ml 6o pr = das spezifische Gewicht der Magerfleischanteile in g/ml px = das spezifische Gewicht des Fleisches mit X Gewichtsanteilen Fett in g/ml Vx = das spezifische Volumen des Fleisches mit X Ge-65 wichtsanteilen Fett in ml/g sind.

Folglich lässt sich ein Anteilsverhältnis von Fett leicht bestimmen, wenn Wx und Vx gemessen werden, indem ein

Messwert bestimmt wird, nachdem W und V gemessen worden sind, und zwar in Bezug auf eine Musterprobe, die ein bekanntes Anteilsverhältnis von magerem Fleisch und Fett hat.

Beim Fleisch verkauf steht der Grad des Fettgehaltes des angebotenen Fleisches in Abhängigkeit zur Einteilung des Fleisches, d.h. ob es sich um Rindfleisch, Schweinefleisch, Geflügel usw. handelt. Ausserdem sind die Fleischteile noch weiter klassifiziert, und zwar nicht nur nach Stück-Scheiben oder Hackfleisch, sondern auch nach anderen Abstufungen. Ähnliches gilt auch für Fisch, wo ebenfalls unterschiedliche Angebotsformen Güte und Preis beeinflussen.

Es müssen also in einem Fleisch- oder Fischgeschäft etwa zehn unterschiedliche Proben pro Tag untersucht und gemessen werden, und es ist nötig, dass die zur Fettgehaltsbestimmung verwendete Messeinrichtung sich leicht handhaben lässt und das Messergebnis binnen kurzer Zeit zur Verfügung steht.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine erste Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Bestimmung des Fettgehaltes in Fleischteilen;

Fig. 2 teils in Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform von der Seite, teils geschnitten, teils in Ansichtsdarstellung;

Fig. 4A perspektivisch eine vierte Ausführungsform und

Fig. 4B in Schrägansicht ein Drahtnetz, das in der Vorrichtung nach Fig. 4A verwendet wird.

Bei der Messvorrichtung nach Fig. 1 sind in einen Deckel 2 eines Glasgefässes 1 eine Kolbenpumpe 3 und ein Messrohr 4 eingeführt. An der Kolbenpumpe 3 befindet sich knapp oberhalb des Gefässdeckels 2 eine Markierung 5. Im Gefäss 1 ist eine Flüssigkeit enthalten, in der Fett nicht gelöst wird, z.B. Leitungswasser. Es ist zunächst einmal erforderlich, das Messrohr 4 mit den für die späteren Messungen benötigten Eichlinien zu versehen. Soll es z.B. zum Messen des Fettgehaltes von Schweinefleisch verwendet werden, so werden zunächst Proben hergestellt, wozu die mageren Fleischbestandteile und die Fettbestandteile des Fleisches voneinander getrennt und einzelne Proben hergestellt werden, von denen die erste aus reinem Magerfleisch und die nächsten aus Proben mit einem Fettgehalt von 10,20,30, und 40 Gew.-% derart hergestellt werden, dass die Magerfleischteile mit dem Fleischfett vermischt werden. Von den einzelnen Eichproben werden Hackfleischmengen von genau 50 g hergestellt.

Das Gefäss 1 besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fassungsvermögen von 500 ml. Es werden zunächst 505 ml Wasser von 18 °C zubereitet, wovon bei abgehobenem Deckel 2 400 ml in das Gefäss 1 eingegeben und zusätzlich eine Probe des gemahlenen mageren Fleisches unter leichtem Schütteln eingebracht wird. Der Deckel wird dann geschlossen. Durch die Kolbenpumpe 3 wird bei herausgezogenem Pumpenkolben das restliche Wasser von 105 ml eingefüllt. Man verwendet eine Kolbenpumpe 3 mit 1,5 cm Innendurchmesser und etwa 10 cm Länge. Das verwendete Messrohr hat einen Innendurchmesser von 0,7 cm und ist 60 cm lang.

Nach dem Eingiessen der restlichen Wassermenge wird der Kolben der Pumpe 3 niedergedrückt. Der Wasserspeigel im Gefäss 1 hebt sich dabei. Wenn die Unterkante des Kolbens die Markierung 5 erreicht, steht der Meniskus des Wassers im Messrohr an einer Stelle, die die Markierung Null erhält. Nacheinander werden dann in gleicher Weise die einzelnen Proben von 50 g mit den unterschiedlichen Fettgehaltswerten in gleicher Weise, jeweils mit neuer Flüssigkeit, in den Behälter eingebracht, und jedes Mal steigt mit zunehmendem

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Fettgehalt der Meniskus der Flüssigkeit im Messrohr 4 etwas höher, wobei jedes Mal an der Stelle des Meniskus die zum Fettgehalt gehörige Markierung angebracht wird. Die Fettgehaltsmessung weiterer Proben lässt sich nun für Schweine-5 fleisch mit der geeichten Vorrichtung sehr leicht durchführen, indem einfach die Stellung des Meniskus im Messrohr 4 gegenüber den Markierungswerten abgelesen wird. Dazu werden jeweils genau auf 50 g abgewogene Proben S' von Schweinefleisch in den Behälter 1 eingelegt und die Messflüssigkeits-io menge von 505 ml eingegossen.

Unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung werden zu ihrer Überprüfung 500 g gehacktes Schweinefleisch gleichmässig durchmischt und in Einzelproben unterteilt. Es werden dann Messungen mit der erfindungsgemässen Vor-15 richtung, der eingangs beschriebenen Bestimmungsvorrichtung und nach der Ätherextraktionsmethode durchgeführt. Dabei ergaben sich mit acht Proben Werte nach folgender Tabelle:

20 Vorrichtung nach

Fig. 1

Indikator (Harvard Mfg.) 25 Ätherextraktionsmethode

Fettgehalt (Gew.-%)

25,23,28 23,25,23 21,23

Messdauer für 1 Probe

4 min 30 min 16 h

Die ermittelten Fettgehaltwerte zeigen gute Übereinstimmung, wobei jedoch der erforderliche Zeitaufwand nach dem erfindungsgemässen Verfahren erheblich verkürzt ist. 30 Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform betrachtet, die in der Fig. 2 wiedergegeben ist. Diese besteht aus einem Glaszylinder 10 und einer Tauchspindel 11. Am unteren Ende der Tauchspindel 11 befindet sich ein Haken 12, an den ein Stück Fleisch angehängt werden kann. Die Eichung des 35 oberen Endes der Tauchspindel erfolgt im wesentlichen auf dieselbe-Weise, wie für die Ausführungsform der Fig. 1 beschrieben, indem nämlich zunächst das Schweinefleisch in magere Bestandteile und Fett zerlegt wird. Mit einem Eichstück von bestimmtem Gewicht (beispielsweise 20 g), das aus « reinem Magerfleisch bzw. mit Fetteilen zu 10,20,30 usw. Gew.-% zusammengesetzt ist, werden die Eichmarkierungen vorgenommen.

In den mit Wasser gefüllten Glaszylinder 10 wird dann eine Tauchspindel 11 mit dem Stück Magerfleisch am Haken 45 hineingehängt und die Markierung «Null» am oberen Ende der Spindel in der Höhe der Wasseroberfläche angebracht. Die nächsten Eichmarkierungen für 10,20,30 usw. Gew.-% werden mit den entsprechenden Proben durchgeführt, wobei die Tauchspindel 10 sukzessive weiter aus dem Wasser auf-50 steigt.

Mit 20 g-Fleischproben S1 am Haken 12 können nachfolgend auf sehr einfache Weise Fettgehaltsbestimmungen durchgeführt werden, indem der Wert auf der geeichten Skala in der Höhe des Wasserspiegels abgelesen wird. Möchte man 55 Hackfleisch mit dieser Vorrichtung untersuchen, so kann ein Drahtnetz verwendet werden, in das die zu untersuchende Probe eingelegt wird. Bei Vergleichsmessungen mit dem eingangs erwähnten bekannten Gerät und nach der Ätherextraktionsmethode konnten die nachstehend aufgeführten Ergeb-60 nisse bei Schweinefleischstücken von 20 g ermittelt werden.

Vorrichtung nach

65

Fig. 2

Indikator (Harvard Mfg.) Ätherextraktionsmethode

Fettgehalt (Gew.-%)

24,24,25 18,20,15 22,24

Messdauer für 1 Probe

5 min 25 min 18h

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Vergleicht man die gemessenen Werte untereinander, so wird deutlich, dass die erfmdungsgemässe Vorrichtung genauer mit den nach der Ätherextraktionsmethode ermittelten Werten übereinstimmt als die Bestimmungswerte nach dem bisher bekannten Verfahren, wobei allerdings die Messdauer um ein Vielfaches verkürzt ist.

Die nächste Beschreibung gilt der Vorrichtung nach Fig. 3. Bei dieser wird ein Glasbehälter 20 in Verbindung mit einer Tropfpipette 21 verwendet, wobei zunächst am Hals des Glas-gefasses 20 und am oberen Hals der Pipette 21 Markierungen 22 bzw. 23 angebracht werden. Alsdann werden 50 g-Proben Hackfleisch zubereitet, und zwar je eine aus reinem Magerfleisch, mit 10,20,30 und 40 Gew.-% Fettanteil. Die Pipette 21 wird nun bis zur Markierung 23 mit Wasser gefüllt. In den Glasbehälter 20 wird die 50 g-Probe Magerfleisch eingelegt, und dann wird durch Öffnen des Verschlusshahns 24 am unteren Ende des Pipettenauslassrohres Wasser bis zur Markierung 22 am Behälterhals aus der Pipette herausgelassen. Dabei muss der Behälter 20 gelegentlich etwas geschüttelt werden, damit am Fleisch keine Luftblasen hängen bleiben.

Wenn die Markierung 22 vom Wasserspiegel erreicht wird, wird der Verschlusshahn 24 geschlossen. Der durch das Restwasser im Auslaufrohr der Pipette 22 gebildete Wasserspiegel gibt dann die Markierung «0» an. Danach werden anstelle der Magerfleischprobe die weiteren Eichproben mit 10,20,30 und 40 Gew.-% in den Beälter 20 eingebracht, und es wird auf dieselbe Weise Wasser aus der Pipette 22 darauf gegossen, so dass jeweils dann, wenn der Wasserspiegel im Behäter 20 die Markierung 22 erreicht, das Restwasser in der Pipette im Pi-pettenauslaufrohr in einer bestimmten Höhe steht, was eine entsprechende Eichmarkierung ergibt.

Mit einer derart geeichten Vorrichtung können nun jeweils 50 g-Proben S2 im Behälter 20 auf ihren Fettgehalt ausgemessen werden, indem aus der Pipette 21 so viel Wasser ausgelassen wird, bis es die Markierung 22 erreicht. Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung der gemessenen Fettgehaltwerte von mageren Schnitzelscheiben mit einer Vorrichtung nach Fig. 3 einerseits und dem in der Beschreibungseinleitung erwähnten Indikator.

stellt, und zwar eine Probe aus reinem Magerfleisch und andere Proben mit 10,20,30 und 40 Gew.-% Fett.

Bei aufgesetztem Deckel 33 auf den Trichterkörper 30 wird die ganze Vorrichtung nun gestürzt, so dass der Deckel 5 34 von dem nun oben befindlichen Trichterkörper 31 abgenommen werden kann. In das Gerät wird Wasser bis zur Füllmarke 38 eingefüllt, anschliessend wird ein 50 g-Probenstück Magerfleisch in das Netz 35 eingelegt und dieses in den Trichterkörper 31 eingesetzt und danach der Deckel 34 geschlos-io sen. Die Vorrichtung wird dann abermals gestürzt, so dass sie die Stellung gemäss Fig. 4A hat. Der Wasserspiegel erscheint dann im Rohrzwischenstück 32, wo die Eichmarkierung «0» eingetragen wird.

Der gleiche Vorgang wird dann wiederholt, wobei ledig-i5 lieh das Probenstück Magerfleisch durch Fleischprobenstücke mit den Fettgehalten 10%, 20% usw. vertauscht wird. So erhält man die einzelnen Markierungen 10,20 usw. im Rohrteil 32. Nachdem diese Eichung vorgenommen worden ist, kann der Fettgehalt aller weiteren unbekannten 50 g-Pro-20 ben innerhalb der Skala abgelesen werden.

Vergleichsmessungen mit acht Fleischproben sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt, wobei die obere Zeile die Messwerte mit der Vorrichtung nach Fig. 4 wiedergibt, während die anderen Zeilen mit einer bekannten Vorrichtung ge-25 mäss Darstellung der Beschreibungseinleitung bzw. der Ätherextraktionsmethode gewonnen wurden.

Vorrichtung nach

Fig. 4

Indikator (Harvard Mfg.) Ätherextraktionsmethode

Fettgehalt (Gew.-%)

23,24,24 26,22,18 23,25

Messdauer für 1 Probe

4 min 26 min 18h

35

40

Vorrichtung nach

Fig. 3

Indikator (Harvard Mfg.)

Fettgehalt (Gew.-%)

25,28,29 24,24,27

Messdauer für 1 Probe

1 min 26 min

Bei im wesentlichen gleichen Werten ist die Messdauer nach dem erfindungsgemässen Verfahren um ein Vielfaches verkürzt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des Bestimmungsverfahrens ist in den Figuren 4A und 4B gezeigt. Zwei im wesentlichen trichterförmige Teile 30 und 31 sind miteinander durch ein engeres Rohrstück 32 verbunden. Der obere Trichter 30 ist durch einen oberen Deckel 33 und der untere Trichter 31 durch einen unteren Deckel 34 dicht verschlossen. In den unteren Trichterbehälter 31 ist ausserdem noch ein Drahtnetzkörper 35 mit Stützstreben und einem Ring 37 gemäss Fig. 4B eingesetzt.

Ähnlich wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen werden Eichproben von 50 g Hackfleisch herge-

Die Genauigkeit der Messungen mit der Vorrichtung nach Fig. 4 ist besser als mit dem bisher bekannten Gerät, und ausserdem lassen sich die Messungen in einem Bruchteil der Zeit durchführen.

Mit Hilfe einer Vorrichtung nach Fig. 4A und 4B sind ausserdem Messungen des Fettgehaltes von Fischfleisch durchgeführt worden. Die zunächst vorzunehmende Eichung des Rohrzwischenstückes 32 erfolgt so, wie bereits oben beschrieben. Bei Vergleichsmessungen an Thunfisch-Fleischscheiben von 150 g Gewicht konnten dann nachfolgend auf-45 geführte Werte ermittelt werden, die den Messwerten nach der bekannten Säurezersetzungsmethode gegenübergestellt sind:

Vorrichtung nach

50

Fig. 4

Säurezersetzungsmethode

Fettgehalt (Gew.-%)

4,5, 5,5 4,7,5,3

Messdauer für 1 Probe

5 min 8h

Die hier verwendete Säurezersetzungsmethode ist die 55 «Testmethode für Zusätze bei Speisen und Getränken, E-2, C-3» nach dem Hygiene-Prüfungsgesetz in Japan.

Die ermittelten Werte des Fettgehaltes sind nach den beiden Methoden nahezu gleich, wobei jedoch nach dem erfindungsgemässen Verfahren die Messdauer von 5 min einem 60 8-stündigen Prozess beim bekannten Verfahren gegenübersteht.

C

2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

m ii3 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Messen des Fettgehaltes einer Probe, insbesondere einer Probe von tierischem Fleisch, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Menge der Probe in eine Fett nicht lösende Flüssigkeit gelegt und aus der Abweichung des spezifischen Gewichts oder des spezifischen Volumens der Probe gegenüber Werten normierter Proben der Fettgehalt der zu bestimmenden Probe ermittelt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Bauteil (4,11,21,32) mit Eichproben hergestellte Markierungen angebracht sind, und dass Mittel zum Feststellen der Differenz des spezifischen Gewichts oder des spezifischen Volumens der zu messenden Probe (S, SI, S2) durch dieses Bauteil vorhanden sind.