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Osmometrie & Isotonische Getränkeanalyse

Isotonisch ist ein relativer Begriff, der die Konzentration von gelösten Stoffen einer Lösung wie z.B. die von menschlichem Blut beschreibt. Es ist eine häufige Nährwertangabe, die vielen Verbrauchern bekannt ist und routinemäßig als Marketinginstrument für zahlreiche verschiedene Getränkesorten (Bier, Energy-Drinks, Sportgetränke usw.) verwendet wird. Es besteht jedoch ein deutlicher Mangel an Klarheit in Bezug auf die gesundheitlichen Vorteile und die Richtigkeit vieler isotonischer Getränke, die den Verbrauchern zur Verfügung stehen. Obwohl dies häufig der Fall ist, wenn ein wissenschaftliches Konzept allgemeine Umgangssprache verwendet, kann sich diese Unsicherheit auf die Produktionslinie auswirken.

Die Osmometrie ist das wichtigste verfügbare Instrument zur Beurteilung der Isotonizität einer Lösung. Es dient zum Nachweis der Osmolalität von Getränken nach den einschlägigen Vorschriften. Beispielsweise schreibt die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) vor, dass isotonische Getränke eine Osmolalität von 270 - 330 mOsmol / kg aufweisen müssen. Dies ist der Ausdruck der Konzentration einer Lösung als Gesamtzahl der gelösten Partikel, bezogen auf das Gewicht des Lösungsmittels. Es ist eine komplexe Messung, die ohne Osmometrie nur sehr schwer zu quantifizieren ist.

In diesem Blogbeitrag zeigt Knauer, wie Sie die Isotonizität Ihrer Getränke überprüfen können.

Einführung in die Osmometrie

Die Osmolalität ist ein Standardmaß für die Konzentration gelöster Stoffe, das weder die Physiologie noch die Chemie berücksichtigt. Es gibt die Gesamtzahl der osmotisch aktiven Moleküle in einer Lösung an, um ihren osmotischen Druck zu bestimmen. Es gibt mehrere etablierte Methoden der Osmometrie (Membranosmometrie, Dampfdruckosmometrie usw.), aber eine der führenden Techniken ist die Gefrierpunktosmometrie. Dies bestimmt die Osmolalität einer wässrigen Probe als Funktion ihres wahren Gefrierpunkts.

Kurz gesagt: Die Gefrierpunktserniedrigungsosmometrie misst die Abnahme des Gefrierpunkts einer Flüssigkeit, wenn ein gelöster Stoff hinzugefügt wird. Dies ist eine kolligative Eigenschaft, die ausschließlich von der Anzahl der Partikel in der Flüssigkeit abhängt und eine präzise lineare Korrelation zwischen dem Gefrierpunkt und der Osmolalität liefert.

Osmometrie: Demonstration der gesundheitlichen Vorteile isotonischer Getränke

Die Gefrierpunktserniedrigungsosmometrie wird routinemäßig verwendet, um die Richtigkeit isotonischer Getränke (d. H., Ob ihr osmotischer Bereich innerhalb der EFSA-Grenzen liegt) zu überprüfen und wiederkehrende gesundheitsbezogene Angaben zu belegen, die mit dem Konsum isotonischer Getränke verbunden sind.

Isotonische Sportgetränke werden routinemäßig als effizientes Getränk angepriesen, um die Flüssigkeitszufuhr sicherzustellen, die Resorption von Elektrolyten zu erhöhen und die Erholung nach sportlichen Aktivitäten zu beschleunigen. Dies ersetzt schnell lebenswichtige Flüssigkeiten und gelöste Stoffe, die durch Schwitzen verloren gehen, und sorgt gleichzeitig für einen Schub an schnell freisetzenden Kohlenhydraten. Obwohl das Prinzip in der akademischen Literatur bestätigt wird, ist es wichtig, Sportgetränke einer osmometrischen Qualitätskontrolle zu unterziehen, um zunächst ihre Richtigkeit sicherzustellen. Dies beinhaltet die Entgasung von Mikrovolumenproben (nur für kohlensäurehaltige Getränke erforderlich, um Kohlendioxid zu entfernen) und die Analyse der Konzentrationen der gelösten Stoffe. Proben werden auf max. -13 ° C gekühlt; Der niedrigste zu bestimmende Gefrierpunkt liegt bei ~ -3,7 ° C ≙ 2000 mOsmol / kg. In unserer kürzlich durchgeführten Studie zur Bestimmung der Osmolalität von isotonischen und nicht-isotonischen Getränken testete Knauer die Osmolalität von drei verschiedenen isotonischen Erfrischungsgetränken und stellte fest, dass alle drei innerhalb des von der EFSA akzeptierten Bereichs lagen.

Die Analyse mittels Osmometrie wurde auch in Studien verwendet, um die gesundheitlichen Vorteile von alkoholfreiem Bier und Standardbier zu bestimmen. Der Gehalt an gelösten Stoffen vieler Biere kann aufgrund ihres ähnlichen osmotischen Drucks wie menschliches Blut als isotonisch bezeichnet werden. Theoretisch könnte alkoholfreies Bier als Alternative zu zuckerhaltigen und additivreichen Sportgetränken eingesetzt werden, um den Abbau der körpereigenen Kohlenhydratvorräte nach dem Training zu verzögern, und könnte genauso wirksam sein wie ein Getränk zur Flüssigkeitszufuhr. In derselben Studie zeigte Knauer, dass alkoholfreies Bier eine ähnliche Osmolalität wie isotonische Erfrischungsgetränke aufweist. Alkoholisches Bier hatte eine signifikant höhere Osmolalität (ungefähr 1.000 mOsmol / kg), was auf die höhere Ethanolkonzentration zurückgeführt wird.

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Knauer hat sich auf die Gefrierpunktosmometrie für Mikrovolumenproben von 50 - 150 Mikrolitern (µl) mit dem innovativen Halbmikroosmometer K-7400S spezialisiert. Mit präzisen Tests in weniger als zwei Minuten ist der K-7400S ideal für die schnelle Qualitätskontrolle von isotonischen Getränken.

Wenn Sie weitere Informationen darüber wünschen, wie die Osmometrie die gesundheitlichen Vorteile Ihres Produkts demonstrieren kann, wenden Sie sich noch heute an ein Mitglied des Knauer-Teams.

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