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Wassergehalt
Lufttrockene Gelatine enthält gewöhnlich zwischen 8 und 12 % Wasser.
Je nach Luftfeuchtigkeit nimmt Gelatine Wasser auf bzw. gibt es ab, und zwar
solange, bis sie sich mit der Umgebung wieder im Gleichgewichtszustand befindet.
Durch 17stündiges Trocknen bei 105°C lässt sich der Gewichtsverlust
und damit die Restfeuchte der Gelatine bestimmen. Bei Wassergehalten, die
über 16% hinausgehen, besteht stets die Gefahr einer mikrobiologischen
Verderbnis.
pH-Wert
Der pH-Wert ist vom Gehalt an (freier) Säure bzw. deren Salzen abhängig.
Ganz reine Gelatine besitzt den pH-Wert des sogenannten Isoelektrischen Punktes
(s. weiter unten). So hat der pH-Wert, d.h. der Salzgehalt z. B. Auswirkungen
auf die Schaumfähigkeit einer Gelatinelösung. Besondere Auswirkungen
auf die Qualität des Fertigproduktes hat dies jedoch nicht. Die Messung
des pH-Wertes erfolgt in 10%iger Gelatinelösung bei 50 bis 60°C
mit der Glaselektrode. pH-Messungen mit pH-Papier sind zwar möglich,
doch müssen dann Abweichungen von einigen Zehntel pH-Einheiten in Kauf
genommen werden. Der pH-Wert der Gelatine liegt je nach Aufschlussverfahren
des Rohmaterials überwiegend zwischen pH 4,5 und pH 6,5.
SO2-Gehalt
Gelatine enthält heute entsprechend den Bestimmungen des Europäischen
Arzneibuches 4.05 max. 50 ppm SO2. Da es als Allergen gilt und
Gehalte über 10 ppm entsprechend zu kennzeichnen sind, ist die Genauigkeit
der Bestimmung des SO2-Gehaltes heute besonders wichtig. Die früher
übliche Methode, SO2 durch Titration gegen Jodlösung
zu bestimmen, sollte der Vergangenheit angehören, da sie sehr ungenaue
Werte ergibt. Sehr exakte und gut reproduzierbare Ergebnisse können
mit der Methode nach Reith-Willems erzielt werden, wobei Schwefeldioxid durch
Kochen mit Salzsäure ausgetrieben und durch Wasserstoffperoxid zu Schwefelsäure
oxydiert wird. Die äquivalente Menge wird alkalimetrisch oder komplexometrisch
nach einer Bariumsulfat-Fällung titriert (4).
Aschegehalt
Der nachweisbare Aschegehalt in Gelatine stammt zum größten Teil
aus dem Herstellungsprozess. Da zur Produktion von Gelatine erhebliche Wassermengen
erforderlich sind, die später wieder abgedampft werden, bleiben Mineralsalze
in der Gelatine zurück. Da Gelatine sich beim Veraschen stark aufbläht,
ist es ratsam, auf einem Brenner bei kleiner Flamme kurz vorzuveraschen und
die Probe erst dann zur völligen Veraschung in den Muffelofen zu stellen.
Ermittelt wird gewöhnlich die Oxidasche bei einer Veraschungstemperatur
von 800°C gemäß USP 23.
Schwermetalle
Die Metalle Kupfer, Blei, Zink, Eisen und Arsen können sowohl nach den
klassischen Methoden, die beispielsweise im "Laboratoriumsbuch für den
Lebensmittelchemiker" von Beythien-Diemair (4) beschrieben sind, als auch
mit modernen Geräten durch Atomabsorption bestimmt werden. Diesen Schwermetallen
muss vor allem in der Fleischwirtschaft besondere Beachtung geschenkt werden,
da in einzelnen Fällen zu hohe Metallgehalte der Gelatine zu Verfärbungen
von Fleischprodukten geführt haben.
H202-Gehalt
Gelatine darf nach dem Europäischen Arzneibuch 4.05 höchstens 10
ppm Peroxyde enthalten. Der Nachweis erfolgt unter Verwendung von Peroxyd-Teststreifen.
Wirkungsweise der Teststreifen: Peroxidase überträgt Sauerstoff
von Peroxiden auf einen organischen Redoxindikator, welcher dabei in sein
blaues Oxidationsprodukt umgewandelt wird. Die Intensität der erhaltenen
Färbung ist proportional zur Peroxidmenge und kann mit einer den Teststreifen
beigegebenen Farbskala verglichen werden, um die Peroxidkonzentration zu
bestimmen.
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Bakteriologische Untersuchungen
Nach dem deutschen Lebensmittelrecht muss Gelatine auch bestimmten bakteriologischen
Anforderungen entsprechen. Zudem stellt Gelatine als Eiweiß einen ausgezeichneten
Nährboden für Bakterien dar. Daher ist es unerlässlich, dass
bei einer Qualitätsbeurteilung von Gelatine auch deren bakteriologische
Beschaffenheit überprüft wird. Die wichtigsten Untersuchungen sind:
Aerobe Gesamtkeimzahl
Die Bestimmung der aeroben Gesamtkeimzahl erfolgt nach der amerikanischen
Pharmakopöe - Ausgabe XXVIII -. Als Nährboden dient Sojabohnenextrakt-Agar.
Es wird 2 Tage bei 37°C bebrütet (6). Gelatine darf lt. Mitteilung
III (2) nicht mehr als 10 000 Keime pro g enthalten.
Coliforme Keime
Zur Prüfung auf Coliforme Keime wird Gelatinelösung mit Traubenzuckerbouillon
und mit Milchzuckerbouillon 2 Tage bei 37°C bebrütet. Gasbildung
deutet auf coliforme Keime hin. Gelatine sollte grundsätzlich in 10
g frei von coliformen Keimen sein.
E-coli
Escherichia Coli dürfen in Gelatine nicht nachweisbar sein. Es werden
durch Überimpfen die beim Test auf coliforme Keime positiv ausgefallenen
Proben geprüft. Als Nährboden eignet sich Fuchsin-Lactose-Agar
nach Endo. Die Bebrütung bei 37°C dauert 24 Stunden.
Sporenbildner
Auf Clostridien wird nach der AFNOR-Methode geprüft. Es handelt sich
hierbei um ein französisches Verfahren, das zur Bestimmung von Clostridien
allgemein in der Gelatineindustrie Eingang gefunden hat (7). Diese Untersuchungsmethode
basiert darauf, dass anaerobe Sporenbildner bestimmte chemische Verbindungen
zu reduzieren vermögen. Man gibt daher dem Nährboden ein Eisensalz
in Gegenwart von Sulfit als Indikator zu. Sind Clostridien vorhanden, so
wird das ursprünglich nahezu farblose Eisensalz zu tiefschwarzem Eisensulfid
reduziert. Die Auswertung erfolgt nach einer Bebrütung von 5 Tagen bei
37°C durch Auszählen der gut erkennbaren schwarzen Kolonien. Über
die Grenzwerte der Reinheitsvorschriften hinaus stellt die Fleischwarenindustrie
erheblich höhere Anforderungen an die bakteriologische Qualität,
da besonders diese Sporenbildner in Fleischkonserven zu Bombagen führen
können.
Nachweis von Hemmstoffen
Auf die Abwesenheit von Hemmstoffen sollte besonders geachtet werden, da
diese einerseits eine Verfälschung des Lebensmittels darstellen und
andererseits z.B. eine Störung bei der Herstellung fermentierter Milcherzeugnisse
hervorrufen können (8). Mit dem Hemmstofftest nach Coretti (9) bietet
sich ein bakteriologisches Verfahren an, das geeignet ist, auch Stoffe mit
konservierender Wirkung zu erfassen, die chemisch nur sehr schwer nachweisbar
sind.
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Messung der Gallertfestigkeit
Da bei der industriellen Anwendung an erster Stelle der Geliereffekt einer
Gelatine ausschlaggebend ist, und sich außerdem der Preis für
die Gelatine nach der Gallertfestigkeit richtet, ist die Bestimmung der Gelierkraft
das wichtigste Merkmal bei Gelatine. Während in früheren Jahren
die verschiedensten Prüfgeräte und -methoden eingesetzt wurden,
hat sich seit etwa 1935 ein Verfahren des Amerikaners Bloom international
durchgesetzt. Er entwickelte das nach ihm benannte "Bloomgelometer".
Obwohl seit dieser Zeit Gerät und Methode verfeinert wurden, wird das
gleiche Prinzip weltweit von der Gelatineindustrie angewandt. Es beruht darauf,
dass ein Stempel von 1/2 Zoll Durchmesser durch zunehmende Belastung die
Oberfläche einer Gelatinegallerte 4 mm tief verformt. Diese Gallerte
enthält 6,67 % Gelatine und wurde vor der Messung über 17 Stunden
bei exakt - 10°C gealtert. Die Masse in Gramm, die zu dieser Oberflächenverformung
nötig ist, wird in sogenannten "Bloomgramm" als "Bloomwert" oder einfach
als "Bloom" angegeben. Gut reproduzierbare Werte können nur erreicht
werden, wenn auch die Vorbehandlung der Proben unter exakter Einhaltung der
Analysenvorschriften erfolgt. Einige Hinweise auf das Verhalten von Gelatinegallerten
sollen dies verdeutlichen. 
Wie nebenstehende Abbildung zeigt, ist die Gallertfestigkeit stark konzentrationsabhängig.
Daher können schon kleine Ungenauigkeiten in der Einwaage das Messresultat
deutlich beeinflussen. Mit der exakten Einwaage wird jedoch nur eine Voraussetzung
für genaue Messergebnisse geschaffen. Beim Lösen steht die Probe
einige Zeit bei Temperaturen bis 60°C. Die dabei auftretende Wasserverdunstung
würde zum Aufkonzentrieren und damit zu Bloomverfälschungen führen.
Deshalb müssen die Gläser während des Lösens mit Uhrgläsern
abgedeckt werden. Das Kondenswasser muss ebenfalls wieder eingerührt
werden. Beim Schmelzen in einem thermostatisch geregelten Wasserbad mit 65°C
erreichen die Gelatinelösungen nach 30 Minuten ziemlich genau 60°C.
Bevor die Gläser vom Lösebad in das Erstarrungsbad gestellt werden,
ist auf Schlierenfreiheit zu achten. Es muss weiterhin vermieden werden,
dass durch das Aufrühren Schaum gebildet wird. Keinesfalls dürfen
Schaumbläschen im Prüfbereich liegen. Ebenso spielt die vollständige
und jeweils unter genormten Bedingungen ablaufende Ausbildung eines festen
Gelees durch Vernetzung der Eiweißmoleküle über Wasserstoffbrückenbindungen
eine ausschlag- gebende Rolle. Dieser Vorgang ist eine langsam ablaufende
Zeitreaktion (siehe Abbildung).
Extrem rasche Unterkühlung kann bis zu 30
Bloompunkte zu niedrig gefundene Bloomwerte bringen, während bei sehr
langsamer Gelierung bis zu 20 Bloompunkte zu hohe Werte gefunden werden.
Nach etwa 16 bis 18 Stunden hat die Gallertfestigkeit ihren Endwert erreicht,
der sich während der nächsten Stunden kaum mehr ändert. Neben
der Alterungszeit spielt auch die Alterungstemperatur eine sehr wesentliche
Rolle. Daher muss der Reifeprozess im Kryostaten bei einer Temperatur von
exakt 10°C ausgeführt werden. Die Temperaturabweichungen dürfen
± 0,1°C nicht überschreiten. Größere Abweichungen
in der Messtemperatur würden ebenfalls starke Abweichungen im Messergebnis
bringen. Als Bloomgelometer darf nur ein Präzisionsgerät verwendet
werden. Zusätzlich ist es notwendig, bei jeder Messung eine oder mehrere
Vergleichsgelatinen mitlaufen zu lassen, um dadurch evtl. auftretende Ungenauigkeiten
bei der Messung oder Vorbereitung sofort erkennen zu können.
Bestimmung des Erstarrungspunkt
Der Erstarrungspunkt (EP) gibt an, bei welcher Temperatur eine 10%ige wässrige
Gelatinelösung geliert. Der EP selbst wird jedoch in der Regel nicht
gemessen, sondern über den exakter zu ermittelnden Schmelzpunkt errechnet.
Bei 10%iger Gelatinegallerte liegt der Schmelzpunkt um genau 5°C höher
als der EP. Bei diesem Messverfahren werden beiderseits offene Schmelzpunktsröhrchen
in eine 10%ige Gelatinelösung gestellt. Nach 2 Stunden bei 10°C
ist die Lösung erstarrt und die Röhrchen können so aus der
Gallerte gedreht werden, dass die Kapillaren einen etwa 1 cm hohen Gelatinepfropfen
enthalten. Anschließend werden die Röhrchen in einem offenen Wasserbad
langsam um 0,5°C pro Minute erwärmt. Durch den hydrostatischen Druck
rutschen schließlich die Pfropfen beim Erreichen der Schmelztemperatur
nach oben. Dieser Wert wird als Schmelzpunkt registriert. Der so gemessene
Schmelzpunkt für 10%ige Gelatinegallerten liegt je nach Qualität
zwischen 21°C und 34°C. Mit steigender Gallertfestigkeit steigt der
Schmelzpunkt sehr stark an. 
Daher widerstehen Milchprodukte, die mit hochbloomigen Gelatinen stabilisiert
sind, den sommerlichen Verzehrtemperaturen am besten (Abbildung). Analog
des Fingertests für die Gallertfestigkeit kann man auch den Erstarrungspunkt
mit großer Annäherung und auf einfache Art kontrollieren, indem
eine 10%ige Gelatinelösung gegen eine Vergleichslösung getestet
wird. Nach dem Auflösen der Gelatine werden die Bechergläser bei
Raumtemperatur oder im Kühlschrank abgekühlt und etwa alle 10 Minuten
wird durch Neigen des Glases die Erstarrung der Gelatinelösung geprüft,
wobei Abweichungen der Gelierzeit bis etwa 3 Minuten durchaus noch tragbar
sind, da diese praktisch nur einige Zehntel Grad beim Schmelzpunkt auseinander
liegen. Es ist relativ einfach, diese Methode durchzuführen, da man
nach einiger Übung ziemlich exakt den Zeitpunkt kennt, an dem die Vergleichslösung
erstarrt.
Messung der Viskosität
Die Viskosität, d. h., die Zähflüssigkeit einer Gelatinelösung,
kann je nach Anwendungsgebiet eine wichtige Eigenschaft der Gelatine sein.
Z. B. wird bei der Herstellung von Gießartikeln der Süßwarenindustrie
- um Schwanzbildung bei Gummibärchen zu vermeiden - eine niedrigviskose
Gelatine bevorzugt, während bei der Stabilisierung von Pralinenfüllungen
oder beim Dragieren auf eine hohe Viskosität geachtet wird. Für
den Verarbeiter in der Milchwirtschaft ist die Viskosität ebenfalls
von Bedeutung, da sich der Zustand der Gelatine in Milchprodukten bisweilen
bei höheren Temperaturen im Grenzbereich zwischen Gelee und hochviskoser
Lösung bewegt.
Gemessen wird die Viskosität mit der Bloompipette. Obwohl Viskositätsmessungen
mit der Pipette mit kleinen Fehlern behaftet sind, eignet sich diese Methode
vorzüglich für die routinemäßigen Viskositätsmessungen
von Gelatine. Das Messprinzip - nach DIN 53 260 - beruht darauf, dass man
die Auslaufzeit einer 10%igen Gelatinelösung bei 60°C aus einer
Pipette mit geeichter Kapillare bestimmt. Aber auch alle anderen Messverfahren
und -apparaturen sind erfolgreich anzuwenden. Je nach Anwendungszweck können
auch Änderungen der Prüfbedingungen sinnvoll sein. Die Grenze der
Auslaufpipette ist gewöhnlich dann erreicht, wenn man die Gelatinekonzentration
erhöht, bzw. die Prüftemperatur absenkt. Die hierdurch auftretenden
extrem langen Auslaufzeiten lassen keine vernünftige Messung mehr zu.
Farbe und Klarheit
Farbe und Klarheit werden in den Laboratorien der meisten Gelatinefabriken
- um jeden subjektiven visuellen Einfluss auszuschalten - photometrisch und
nephelometrisch gemessen. Doch genügt dem Gelatineverbraucher die visuelle
Beurteilung. Diese kann - ebenso wie Erstarrungspunkt und Gallertfestigkeit
- aus dem Ansatz für den Fingertest bestimmt werden, wobei verständlich
ist, dass Farbe und Klarheit bei der Herstellung von vielen Süßwaren,
für die Feinkost-, Fleisch- und Fischindustrie durchaus sehr wichtig
sind, während für die Fertigung von Milchprodukten diese kaum als
Qualitätskriterium anzusehen sind. Da die Einsatzmengen in den Milchprodukten
gewöhnlich recht gering und diese von Natur aus nicht klar durchsichtig
sind, sollte in diesem Fall die Lieferung besonders teurer, glasklarer Gelatinen
nicht gefordert werden.
Geruch und Geschmack
Da es objektive Prüfmethoden für Geruch und Geschmack noch nicht
gibt, ist jeder Verbraucher auf das Ergebnis der eigenen subjektiven Prüfung
angewiesen. Der geringe Eigengeschmack der Gelatine wird praktisch auf allen
Anwendungsgebieten durch die anderen Geschmackskomponenten und Aromen dieser
Produkte überdeckt.
Isoelektrischer Punkt
Eine weitere Eigenschaft der Gelatine, die beispielsweise ihre Anwendung
zur Stabilisierung von Emulsionen und insbesondere ihre Vermischbarkeit mit
anderen Hydrokolloiden beeinflusst, ist der isoelektrische Punkt (IEP). Entfernt
man aus einer Gelatinelösung durch Austauscherharze sämtliche Salz-Ionen,
so fällt die Leitfähigkeit der Gelatinelösung etwa auf die
von destilliertem Wasser. Der sich hierbei einstellende pH-Wert wird gemessen
und stellt den IEP dieser Gelatine-Type dar. 
Der isoelektrische Punkt von Gelatine ist durch ihr Herstellungsverfahren
festgelegt und liegt bei sauer aufgeschlossener Gelatine zwischen pH 8,0
und 9,0. Bei alkalisch aufgeschlossener Gelatine liegt der isoelektrische
Punkt nahe bei pH 5,0. Bei der Stabilisierung von Emulsionen durch Gelatine
sollte man berücksichtigen, dass die Gelatinemoleküle oberhalb
ihres IEP negativ, unterhalb des IEP positiv geladen sind (11). In Lösungen
mit einem pH-Wert unter pH 5 sind somit alle Gelatinen positiv, über
pH 9 alle negativ geladen. Sind Emulsionen im pH-Bereich zwischen pH 5 und
pH 9 zu stabilisieren, so sollte man besonders auf den IEP der Gelatine achten.
Denn in diesem Bereich zeigen alkalisch und sauer aufgeschlossene Gelatinen
erhebliche Unterschiede in ihrer Stabilitätswirkung auf Emulsionen.
Literatur
(1) Amtliche Begründung zu § 4 Abs. 2 Nr. 4 der Fassung
der Fleisch-Verordnung vom 19.12.1959
(2) Deutsche Forschungsgemeinschaft, Fremdstoffkommission, Mitteilung
III vom 1. November 1967
(3) Schmied, R.: Das richtige Auflösen von Gelatine, Kakao und
Zucker, S. 488 (1964)
(4) Beythien-Diemair, Laboratoriumsbuch für den Lebensmittelchemiker
(5) Wunderlich, H. E.: Wenn es um Gelatine geht, Werksausgabe der
DGF-Stoess, Eberbach (1972)
(6) The Pharmacopeia of the United States of America, Ausgabe XVlll,
S. 846
(7) Norme Francaise PNV 59-010 und NFV 59-001 (1962)
(8) Rebmann, H.: In Milch vorkommende Hemmstoffe, Deutsche Molkerei-Zeitung,
S. 620 (1972)
(9) Coretti, K.: Mikrobiologischer Nachweis von Hemmstoffen in Gelatine,
Die Fleischwirtschaft, S. 737 (1959)
(10) Wunderlich, H. E. und Schrieber, R.: Qualitätsmerkmale
von Gelatine: Ist der Bloomwert immer seinen Preis wert? Lebensmitteltechnik,
5, S. 422 (1973)
(11) Schrieber, R.: Die Stabilisierung von Emulsionen, Gordian, S,
282 (1973)
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