DE19642229A1 - Reagenz und Verfahren zur nephelometrischen-photometrischen Bestimmung von phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten, wie Getränken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Reagenz zur nephelometrischen-photometrischen Bestimmung von phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten durch Nephe­ lometrie, wie Getränken, nämlich Tanniode in Bieren, Weinen und Säften, unter Verwendung einer wäßrigen Lösung aus Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur nephelometrischen-photometrischen Bestimmung solcher phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Es ist bekannt, daß für die Haltbarkeit von Bieren die Protein-Tannin- Gleichgewichte (PT-Gleichgewichte) von großer Bedeutung sind. Durch J. Schneider: Online - Kontrolle der Wirkung von Bierstabilisierungs-Verfahren, in Sonderdruck aus Brauwelt, Jahrgang 135, 1995, Nr. 42, Seite 2089-2091, sind nephelometrische Meßmethoden der Online-Kontrolle der Wirkung von Bierstabilisierungsverfahren sowie Meßmethoden bekannt geworden, um die nichtbiologische Haltbarkeit eines Bieres zur Erfüllung der Mindesthaltbarkeit zu sichern. Die in der Praxis bis heute zur Verfügung stehenden Methoden, wie Forciertest, Alkohol-Kälte-Test, Anthocyanogne oder die von L. Chapon entwickelten Schnellmethoden zur Erfassung trübungsbildender Bestandteile wie sensible Proteine, Tannoide oder die Ammoniumsulfatzahl, erfordern eine Off-Line Probenahme, personellen Aufwand im Braulabor und Zeit für die Analyse, Auswertung und Dokumentation.

Demgegenüber wird in der genannten Literaturstelle vorgeschlagen, mit einem Meßsystem für kontinuierliche Messungen trübungsbildende Faktoren Online zu erfassen. Das Meßsystem besteht im Prinzip aus einem optischen System mit spezieller Detektoranordnung für nephelometrische und colori­ metrische Messungen, wobei nach dem Prinzip der Streulicht- und Durch­ lichtmessung mit gepulstem Licht im Bereich Infrarot und Rot gearbeitet wird. Dabei wird kontinuierlich Bier von der Entnahmestelle, die vor oder nach einem Kieselgur- oder PVPP-Filter angeordnet sein kann, mit einer dünnen Leitung an das Meßgerät geführt und über ein Dosiersystem dem konstanten Bierstrom von ca. 300 ml/h die entsprechenden Reagenzien zugemischt und durch eine Reaktions-Temperiereinheit und anschließend durch das optische Meßsystem geschickt. Dabei können die Eiweiß- und Gerbstoffverhältnisse kontinuierlich aufgezeichnet und in Trübungskennlinien der Bierstabilisierung festgehalten werden.

Es können unterschiedliche Analysen, wie z. B. Bestimmung der Tannoide als Leitwerte für die Gerbstoff-Seite vor oder nach dem PVPP-Stabilisierungsfilter, durchgeführt werden, wobei der Schwerpunkt bei der Kontrolle der Eiweiß­ stabilisierung und der Gerbstoffstabilisierung liegt. Zur Kontrolle der Eiweiß- Stabilisierungsmaßnahmen, zum Beispiel mit Kieselgelen, Bentoniten, Tannin oder Enzymen dient das Reagenz P 40, welches auf einer Ammoniumsulfat- Formulierung basiert. Je höher der Eiweißgehalt, desto stärker fällt auch die Trübung aus. Die Kontrolle der Gerbstoff-Seite bzw. der PVP-Stabilisie­ rungsmaßnahmen erfolgt über ein Reagenz, welches auf einer Polyvinylpyrrolidon-Formulierung basiert, die mit zunehmender PVP-Dosage kontinuierlich abnehmende Trübungen erzeugt. Dabei ist es meßtechnisch zweckmäßig, wenn hinsichtlich der Eiweiß- wie der Gerbstoff-Seite in einem Trübungsbereich von 0-50 EBC gearbeitet wird.

Durch L. Chapon u. a.: Über den Beitrag des Hopfens zum Gleichgewicht zwischen Protein und Tannin im Bier, in Monatsschrift für Brauerei, 27. Dezember 1977, Seite 541-545, sind derartige Verläufe der PVP-Fällungskurven der Tannoide-Bestimmung sowie die Faktoren bekannt geworden, die die Fällung der Eiweißkomponente der Würze beeinflussen, nämlich die Leichtigkeit, mit der die in der Würze schwebenden kleinen Teilchen zu Flocken vergröbert werden.

Die übliche Methode nach Chapon, nach der der oben beschriebene Tannometer arbeitet, hat den Nachteil, daß das verwendete Reagenz PVP ein ausgesprochenes Trübungsmaximum besitzt sowie die Trübungserzeugung mit PVP immer noch relativ langsam von statten geht, weshalb zur Kontrolle der Gerbstoff-Seite das bekannte Reagenz PVP noch nicht ausreichend ist.

Durch die DE 87 17 344 U1 ist ein Gerät für die kontinuierliche Kontrolle der Bierstabilität zur Durchführung von turbidimetrischen oder colorimetrischen Messungen auf der Basis der Nephelometrie bekannt geworden, welches während der Filtation die trübungsbildenden Faktoren mittels einer Durchlichtmessung mit gepulstem Infrarot- oder Rotlicht ermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reagenz der eingangs genannten Gattung und ein Verfahren anzugeben, mit dem ein kontinuier­ licher Anstieg der Trübung in Abhängigkeit der vorhandenen Gerbstoffmenge erhalten wird und dieser kontinuierlicher Anstieg der Trübung aufgezeichnet werden kann, wobei ebenso die Trübungserzeugung gegenüber dem Stand der Technik schneller erfolgen soll.

Unter Verwendung eines Reagenz zur nephelometrischen-photometrischen Bestimmung von phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten durch Nephelometrie, wie Getränken, nämlich Tanniode in Bieren, Weinen und Säften, unter Verwendung einer wäßrigen Lösung aus Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß das Reagenz aus einer wäßrigen Lösung aus Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, welches in einem Konzentrationsbereich von 50 mg bis 5000 mg pro Liter Reagenz zugesetzt ist, und aus einem Ammoniumsulfat oder ein Magnesiumsulfat, welches in einem Konzentrationsbereich von 500 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz zugesetzt ist, besteht.

Verfahrensmäßig wird erfindungsgemäß der zu messenden Flüssigkeitsprobe ein Reagenz aus einer wäßrigen Lösung zugegeben, welche Polyphenyl­ pyrrolidon oder deren Copolymeren innerhalb eines Bereiches von 50 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz sowie Ammoniumsulfat oder Magnesiumsulfat innerhalb eines Bereiches von 500 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz enthält wobei das Reagenz mittels eines Dosiersystems innerhalb eines Konzen­ trationsbereiches von 8 mg pro Liter bis 5000 mg pro Liter zu untersuchender Flüssigkeitsprobe kontinuierlich zugesetzt wird, und die zu untersuchende Flüssigkeitsprobe anschließend nach dem Durchlaufen einer Reaktionsstrecke in einem Infrarot- bis Blaulichtspektrum spektral im Durchlicht- oder Auflichtverfahren beleuchtet und der Anteil des durch die getrübte Flüssigkeit durchfallenden oder reflektierten Lichts kontinuierlich photometrisch gemessen wird.

Das Reagenz und das Verfahren besitzen den Vorteil, daß damit ein kontinuierlicher Anstieg der Trübung in Abhängigkeit der vorhandenen Gerbstoffmenge erhalten wird, der angezeigt und aufgezeichnet werden kann. Ebenso erfolgen die Trübungserzeugung gegenüber dem Stand der Technik schneller, so daß für die Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung schnellst­ möglich kontinuierlich Informationen über die Wirksamkeit von Stabilisie­ rungsmaßnahmen erfaßt und dokumentiert werden können. Des weiteren ist das Reagenz besonders geeignet zur kontinuierlichen Messung im Betrieb und im Laborbereich. Dadurch ist es möglich, Stabilisierungsgeschehen während der Filtration von Bieren transparent zu machen.

Vorzugsweise liegt das Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren im Reagenz in einem Konzentrationsbereich von 380 mg bis 420 mg pro Liter Reagenz vor, bezogen auf K90 (zum Beispiel BASF- oder GAF-Typen). Bevorzugt weist das Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren ein Molekulargewicht von K15 bis über K90 Kollidontypen (BASF) auf. Das Polyphenylpyrrolidon als solches liegt handelsüblich entweder als 100% reines Pulver oder als wäßrige Lösung mit 25% bis 50% Polyphenylpyrrolidon vor.

Das Ammoniumsulfat oder Magnesiumsulfat liegt vorzugsweise im Reagenz in einem Bereich von 80 000 mg bis 120 000 mg pro Liter Reagenz vor. Ammo­ niumsulfat oder Magnesiumsulfat als solches liegt handelsüblich als 100% reines Pulver vor.

Bevorzugte Beispiele der wäßrigen Lösung des Reagenz werden erhalten durch Mischen von Wasser mit 380 mg bis 420 mg Polyphenylpyrrolidon, bezogen auf 1 Liter fertige Reagenz, mit 80 000 mg bis 120 000 mg Ammonium­ sulfat oder Magnesiumsulfat, ebenfalls bezogen auf 1 Liter fertige Reagenz.

Erfindungsgemäß dient die Verwendung eines Reagenz bestehend aus einer wäßrigen Lösung aus Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, die in einem Konzentrationsbereich von 50 mg bis 5000 mg pro Liter Reagenz vorliegt, und aus Ammoniumsulfat oder Magnesiumsulfat, die in einem Konzentrationsbereich von 500 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz vorliegt, zur nephelometrischen Bestimmung von phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten, insbesondere innerhalb von Getränken, nämlich Tanniode in Bieren, Weinen und Säften.

Die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Reagenz (T 125 genannt) ist nachfolgend beispielsweise in tabellarischer Form angegeben:
100% Wirkstoff in mg pro 1000 ml Reagenz [T125]:

Der verwendete elektromagnetische Wellenlängenbereich der Beleuchtung liegt zwischen dem sichtbaren Bereich und dem Infrarotbereich, vorzugsweise im IR-Bereich um 800 nm bis 1100 nm. Alle Wellenlängenbereiche werden vorzugsweise mit moduliertem Licht zwischen 1-10 000 Hertz betrieben.

Claims (8)

1. Reagenz zur nephelometrischen-photometrischen Bestimmung von phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten durch Nephelometrie, wie Getränken, nämlich Tanniode in Bieren, Weinen und Säften, unter Verwendung einer wäßrigen Lösung aus Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagenz aus einer wäßrigen Lösung aus Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, welches in einem Konzentrationsbereich von 50 mg bis 5000 mg pro Liter Reagenz zugesetzt ist, und aus einem Ammoniumsulfat oder ein Magnesiumsulfat, welches in einem Konzentrationsbereich von 500 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz zugesetzt ist, besteht.

2. Reagenz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren in einem Konzentra­ tionsbereich von 380 mg bis 420 mg pro Liter, bezogen auf einen Liter Reagenz, vorliegt.

3. Reagenz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniumsulfat oder das Magnesiumsulfat in einem Bereich von 80 000 mg bis 120 000 mg pro Liter, bezogen auf einen Liter Reagenz, vorliegt.

4. Reagenz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren ein Molekulargewicht von K15 bis über K90 Kollidontypen aufweist.

5. Reagenz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung des Reagenz durch Mischen mit 50 mg bis 5000 mg Polyphenylpyrrolidon pro Liter Reagenz sowie mit 500 mg bis 250 000 mg Ammoniumsulfat pro Liter Reagenz erhalten wird.

6. Verwendung eines Reagenz bestehend aus einer wäßrigen Lösung aus Poly­ phenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, die in einem Konzentrationsbereich von 50 mg bis 5000 mg pro Liter Reagenz vorliegt, und aus Amnioniumsulfat oder Magnesiumsulfat, die in einem Konzentrationsbereich von 500 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz vorliegt, zur nephelometrischen Bestimmung von phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten, insbesondere innerhalb von Getränken, nämlich Tanniode in Bieren, Weinen und Säften.

7. Verfahren zur nephelometrischen-photometrischen Bestimmung von phenolartigen Verbindungen in Flüssigkeiten durch Nephelometrie, wie Flüssigkeitsprobe von Getränken, nämlich Tanniode in Bieren, Weinen und Säften, unter Verwendung einer wäßrigen Lösung aus Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß der zu messenden Flüssigkeitsprobe ein Reagenz aus einer wäßrigen Lösung zugegeben wird, welche Polyphenylpyrrolidon oder deren Copolymeren innerhalb eines Bereiches von 50 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz sowie Ammoniumsulfat oder Magnesiumsulfat innerhalb eines Bereiches von 500 mg bis 250 000 mg pro Liter Reagenz enthält und das Reagenz mittels eines Dosiersystems innerhalb eines Konzentrationsbereiches von 8 mg pro Liter bis 5000 mg pro Liter zu untersuchender Flüssigkeitsprobe kontinuierlich zugesetzt wird, wobei die zu untersuchende Flüssigkeitsprobe anschließend nach dem Durchlaufen einer Reaktionsstrecke in einem Infrarot- bis Blaulichtspektrum spektral im Durchlicht- oder Auflichtverfahren beleuchtet und der Anteil des durch die getrübte Flüssigkeit durchfallenden oder reflektierten Lichts kontinuierlich photometrisch gemessen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete elektromagnetische Wellenlängenbereich zur Beleuchtung der Flüssigkeitsprobe zwischen dem sichtbaren Bereich und dem Infrarot­ bereich liegt, vorzugsweise im IR-Bereich um 800 nm bis 1100 nm.