Universität Bonn
AG Sensorik, Spurengas- und Geruchsmessung:
Priv.-Doz. Dr. rer.nat. Peter Boeker

Messung von Ebergeruchs...
Universität Bonn

Arbeitsgruppe Geruchs- und Spurengasmessungen:
Elektronische Nasen, Olfaktometrie
Analytische Messungen
...
Was ist ‚Ebergeruch‘

• Problem im Zusammenhang mit dem
‚Kastrationsverzicht‘ bei männlichen
Ferkeln ab 2018 EU-weit
• Ges...
Ebergeruchsstoffe
Eberpheromone
Heterocyclische aromatische Amine

Androstenon
(urinartig, nach Schweiß)
ehem. Grenzwert (...
Was ist Riechen / Geruch?

• Sinneskanal für gasförmige
Signalstoffe
– Nahrung, Gefahren, soziale Signale

• bewußte Wahrn...
Aspekte der Ebergeruchsmessung
sensorische
Beurteilung
Flüchtige
Geruchsstoffe:
Verteilungskoeffizienten ?

Geruchsstoffge...
Ziele des Ebergeruchsvorhabens
Zur Zeit wird versucht, die drei bekannten Hauptverursacher von Ebergeruch
im Fett zu messe...
Konventionelle Messung mit
Extraktion und SPME

Quelle: Fischer et al. Anal. Chem. 2011

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Headspace Anreicherung Skatol
frühe Abschätzung
Gasprobe
1 ppb Skatol
in Luft

5,5 pg Skatol
Adsorbens

Auslaß

V=1 ml
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Bestimmung der Messempfindlichkeit

ToF

GC

Unity 2
Des. tube

Indol

Skatol

Androstenon

1600000

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2500000

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Messaufbau für Headspace-Messungen
Sample preparation

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Separation

Unity

ToF

GC
Self constructed
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Varianten der Probenahme
Druckaufbau im Vial durch
Trägergaszufuhr

Equilibrierung

Aufbringung des Probengas
auf die Cold...
Umbau Headspace-Unit HS5 von
statisch -> dynamisch
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Deuterierte interne Standards
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Probenverarbeitung
Messung mit getrennter Anreicherung
Dynamische Basislinienkorrektur (dbc)
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Androstenon

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Geruchs- und Aromastoffe per GC-O
Olfaktometrie
Anreicherung
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Geruchsinformation
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B
A

Speckpro...
GC-Olfaktometrie zur Ermittlung
weiterer Ebergeruchskomponenten
Vielen Dank!
Measurement of boar taint compounds without sample preparation using thermal desorption and GC-Time-Of-Flight mass spectro...
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Measurement of boar taint compounds without sample preparation using thermal desorption and GC-Time-Of-Flight mass spectrometry

  1. 1. Universität Bonn AG Sensorik, Spurengas- und Geruchsmessung: Priv.-Doz. Dr. rer.nat. Peter Boeker Messung von Ebergeruchskomponenten ohne Aufbereitung mit Thermodesorption und GC-Time-of-Flight Massenspektrometer Markes Int. GmbH Antrittsworkshop 23. 10. 2013
  2. 2. Universität Bonn Arbeitsgruppe Geruchs- und Spurengasmessungen: Elektronische Nasen, Olfaktometrie Analytische Messungen - Thermodesorption (online, offline) - Gaschromatographie - Massenspektrometrie (Time-of-flight MS)
  3. 3. Was ist ‚Ebergeruch‘ • Problem im Zusammenhang mit dem ‚Kastrationsverzicht‘ bei männlichen Ferkeln ab 2018 EU-weit • Geschlechtsspezifischer Fehlgeruch von Fleisch/Fett • verursacht durch Skatol, Indol und Androstenon und weitere unbekannte Komponenten
  4. 4. Ebergeruchsstoffe Eberpheromone Heterocyclische aromatische Amine Androstenon (urinartig, nach Schweiß) ehem. Grenzwert (D): 0,5mg/kg Skatol (fäkalisch) Grenzwert (DK): 0,25mg/kg 3α-Androstenol (moschus) 3β-Androstenol (moschus) Indol (fäkalisch) 4
  5. 5. Was ist Riechen / Geruch? • Sinneskanal für gasförmige Signalstoffe – Nahrung, Gefahren, soziale Signale • bewußte Wahrnehmung – abhängig von Aufmerksamkeit, Gesundheit, genetischer Ausstattung • komplexe Bedingungen – Maskierung, Verstärkung, Adaptation – sehr unterschiedliche Geruchsschwellen
  6. 6. Aspekte der Ebergeruchsmessung sensorische Beurteilung Flüchtige Geruchsstoffe: Verteilungskoeffizienten ? Geruchsstoffgehalte: -Androstenon -Skatol -? ? ? Maskierung, Verstärkung Mischungseffekte Veränderung der Zusammensetzung chemischanalytische Bestimmungen gaschemische SpurengasMessungen Erwärmung, Erhitzung
  7. 7. Ziele des Ebergeruchsvorhabens Zur Zeit wird versucht, die drei bekannten Hauptverursacher von Ebergeruch im Fett zu messen Konzentrationen im Fett Indol 14 – 750,7 ng/g Skatol 23 – 1100 ng/g (0,14-7,5 ppmW) Geruchsschwellen 0,3 ppb 0,0056 ppb (0,23-11 ppmW) Androstenon 50 – 4200 ng/g 0,0009 ppb (0,50-42 ppmW) Nagata Datensatz
  8. 8. Konventionelle Messung mit Extraktion und SPME Quelle: Fischer et al. Anal. Chem. 2011 8
  9. 9. Headspace Anreicherung Skatol frühe Abschätzung Gasprobe 1 ppb Skatol in Luft 5,5 pg Skatol Adsorbens Auslaß V=1 ml Tabs Meßsystem Tprobe Trägergas Helium f=2 ml/min tdes~10 sec Auslaß Adsorbens Tdes>>Tabs Geruchsschwelle Skatol~1,2 ppb Meßsystem 5,5 pg in 0,33 ml
  10. 10. Bestimmung der Messempfindlichkeit ToF GC Unity 2 Des. tube Indol Skatol Androstenon 1600000 100000 2500000 1400000 80000 1500000 1000000 Signalstärke in # 1200000 Signalstärke in # Signalstärke in # 2000000 1000000 800000 600000 60000 40000 400000 20000 500000 200000 0 0 0 50 100 150 Substanzmenge in pg 200 250 0 0 50 100 150 200 Substanzmenge in pg Detektionsgrenzen liegen im Bereich zwischen ~12 und ~15 pg. 0 50 100 150 200 250 Substanzmenge in pg -10-
  11. 11. Messaufbau für Headspace-Messungen Sample preparation Sampling Separation Unity ToF GC Self constructed dynamic headspace Analysis
  12. 12. Varianten der Probenahme Druckaufbau im Vial durch Trägergaszufuhr Equilibrierung Aufbringung des Probengas auf die Cold-Trap Dynamischer Headspace (Bubbler) Dynamischer Headspace + Tube Statischer Headspace Dynamischer Headspace (Rührfisch) Dynamischer Headspace Unity 2 GC Coldtrap Trägergas ToF Glastube Trägergas + Probengas Trägergas -12-
  13. 13. Umbau Headspace-Unit HS5 von statisch -> dynamisch • extended movement range • new dual needle plunger • separate controlled heating of plunger and transfer line • magnetic stirrer integrated
  14. 14. Deuterierte interne Standards Gem. MS D6Vergl. MS Indol 100 CD3 80 60 40 20 N H 0 24,0411 30 40 50 60 70 80 90 Mass d6-Indol 100 110 120 130 140 150 157,808 Gem. MS D D D3Vergl. MS Skat ol 100 D 80 60 D N D 20 H D 40 0 25,8904 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 161,507 Mass d3-Skatol Gem. MS D3Vergl. MS Andr. 100 80 60 40 20 D O D D d3-Androstenon 0 34,1553 60 80 100 120 140 160 Mass 180 200 220 240 260 283,995
  15. 15. Probenverarbeitung
  16. 16. Messung mit getrennter Anreicherung
  17. 17. Dynamische Basislinienkorrektur (dbc) Indol 60.000.000 abundance 50.000.000 Skatol A Androstenon 40.000.000 30.000.000 20.000.000 10.000.000 0 10 15 20 25 30 25 30 time [min] 50.000.000 B abundance 40.000.000 30.000.000 20.000.000 10.000.000 0 10 15 20 time [min]
  18. 18. 800.000 700.000 Skatol SIM traces extracted from the TICbc spectrum d6-Indol 900.000 d3-Skatol Charakteristische Ionenspuren 130 (skatole) 133+134 (d6-skatole) 257+272 (androstenone) 260+275 (d3-androst.) 600.000 d3-Androstenon 400.000 300.000 200.000 Androstenon 500.000 Indol abundance 117 (indole) 122+123 (d3-indole) 100.000 0 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 time [min] 25,0 25,5 26,0
  19. 19. SIDA-dynHS-TD-GC-TOFMS 400 350 700 300 600 250 UniBonn ng/g UniBonn ng/g Skatol (ng/g) 800 Indol (ng/g) 200 150 500 400 300 200 100 50 St.= 0,970,03 R = 0,97 0 0 50 100 150 200 250 100 St.= 1,0210,03 R = 0,98 0 300 350 0 100 200 300 400 500 600 Referenzmessung in ng/g Referenzmessung in ng/g 5000 Andro.(ng/g) 4500 Vergleich mit Fraunhofer-Messungen (HPLC und GC-MS nach Extraktion 4000 UniBonn ng/g 3500 3000 2500 2000 1500 1000 St.= 0,890,03 500 R = 0,98 0 0 1000 2000 3000 4000 Referenzmessung in ng/g 5000 19
  20. 20. Einsatz der MARKES µ-Chamber d3-Androstenon Androstenon !
  21. 21. Geruchs- und Aromastoffe per GC-O Olfaktometrie Anreicherung A GC Geruchsinformation MS B An Sk ToF An B A Speckprobe Sk Sk Retentionszeit Fragmentspektrum Identifikation
  22. 22. GC-Olfaktometrie zur Ermittlung weiterer Ebergeruchskomponenten
  23. 23. Vielen Dank!

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