TOC-Bestimmung in Wässern zur Herstellung von Getränken
Wasser ist das beliebteste alkoholfreie Getränk der Welt. Es gibt jedoch große Unterschiede bei den Wasserarten, bei ihrer Herkunft und vor allem bei ihrer Qualität.
In Flaschen abgefülltes Wasser darf in der EU als natürliches Mineralwasser bezeichnet werden, wenn es seinen Ursprung in unterirdischen, vor Verunreinigungen geschützten Vorkommen hat und direkt an der Quelle abgefüllt wird. Mögliche Wasseraufbereitungsschritte sind nach den jeweils gültigen Verordnungen stark eingeschränkt, wobei die Reinheit des Wassers, sein Gehalt an Mineralstoffen und Spurenelementen und seine sonstigen Bestandteile kennzeichnungspflichtig sind. Natürliches Mineralwasser darf nur in den Handel gebracht werden, wenn es amtlich anerkannt ist.
Als Tafelwasser bezeichnet man Wasser, das nicht den Anforderungen von natürlichem Mineralwasser entspricht. Es darf unter der Verwendung von Lebensmittelzusatzstoffen mit Mineralien und Spurenstoffen angereichert werden. Zur Herstellung von Tafelwasser dürfen natürliches Mineralwasser und Trinkwasser aus dem öffentlichen Versorgungsnetz verwendet werden, wobei letzteres je nach Produktionsstandort die gebräuchlichere Methode ist.
Erfrischungsgetränke wie Fruchtsäfte, Limonaden und andere Mischgetränke auf Wasserbasis sind ebenfalls beliebte Durstlöscher, die strengen Qualitätsansprüchen unterliegen. Auch hier werden zur Herstellung natürliches Wasser oder Trinkwasser als Ausgangsstoff verwendet. Die Qualität dieser Wässer kann sich dabei erheblich auf die Endqualität des Produktes auswirken.
Der Parameter TOC kann als Indikator für den Gehalt organischer Stoffe in Wässern aus natürlichen Quellen, wie Brunnen- oder Mineralwasser dienen. Im folgenden Beispiel wurden daher 4 verschiedene Arten von Wässern die zur Herstellung von Getränken verwendet werden, mittels eines Shimadzu TOC-Analysators vom Typ TOC-L CPH untersucht.
Messmethode
Die Proben wurden mittels der NPOC-Methode analysiert, somit wurde der anorganische Kohlenstoffanteil TIC (Carbonate, Hydrogencarbonate und gelöstes CO2) vor der eigentlichen Analyse entfernt. Das Ansäuern und Ausgasen der Probe wird vollautomatisch mittels ISP-Modul (Integrated Sample Preparation) vom TOC-L übernommen. Neben der automatisierten Probenvorbereitung ermöglicht dieses System auch eine automatische Verdünnung von Proben und Kalibrierlösungen. Dies verringert den Zeitaufwand für den Anwender.
Kalibrierung
Der Analysator wurde mittels einer Kaliumhydrogenphthalat-Stammlösung über die automatische Verdünnungsfunktion mit Kohlenstoffkonzentrationen von 0, 0,3, 1,0, 2,0 und 3,0 mg/L kalibriert (Abb1.). Um den Einfluss des Kohlenstoffgehalts in dem zur Herstellung der Standardlösungen verwendeten Reinstwasser zu eliminieren, wurde die Kalibrierungskurve parallel durch den Koordinatennullpunkt verschoben.
Methodenparameter
Methode: NPOC
Säurezugabe: 1,5%
Injektions-Vol.: 1000μl
Ausblaszeit: 1,5min (in der Spritze)
Anzahl Injektionen: 3 / Max. 5
Ergebnisse
Die Analyse der verschiedenen Wässer mittels der NPOC-Methode erbrachte innerhalb weniger Minuten aussagekräftige Ergebnisse. Die TOC Konzentrationen lagen allesamt im niedrigen Bereich zwischen 0,04 und 0,3 mg/L, konnten jedoch mit sehr niedrigen Standardabweichungen ermittelt werden (Abb.3).
| Probe | NPOC [mg/L] | SD [mg/L] |
|---|---|---|
| Tafelwasser | 0,108 | 0,003 |
| Tiefbrunnenwasser | 0,042 | 0,006 |
| Quellwasser | 0,063 | 0,002 |
| Natürliches Mineralwasser | 0,281 | 0,001 |
Tab. / Abb. 3: NPOC-Konzentrationen der verschiedenen Wässer
Die TOC-Analytik erlaubt Getränkeherstellern eine einfache und schnelle Beurteilung über den Gehalt von organischen Verunreinigungen in ihrem Ausgangsstoff und hilft somit bei der Sicherung der Produktqualität.
Empfohlenes Gerät/ Ausstattung
TOC-L (CPH)
ASI-L