Jugend forscht Projekt von Hans Rosenberger, Paul Wilbers und Leon Bräuer. Der Fall Safran Christoph-Jacob-Treu-Gymnasium Lauf an der Pegnitz
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- Bernhard Ritter
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1 Jugend forscht Projekt von Hans Rosenberger, Paul Wilbers und Leon Bräuer Der Fall Safran Christoph-Jacob-Treu-Gymnasium Lauf an der Pegnitz Einleitung: Safran ist eines der teuersten Gewürze der Welt, da verwundert es immer wieder, dass Safran vorwiegend in asiatischen Ländern zu extrem niedrigen Preisen angeboten wird. Safran besteht aus den meistens durch ein kurzes Griffelstück zusammengehaltenen, getrockneten Narben von Crocus sativus L. (Iridaceae) und besitzt einen charakteristischen, an Jodoform erinnernden Geruch. Die Hauptinhaltsstoffe sind wasserlösliche Farbstoffe (Crocin), Bitterstoffe (Picocrocin) und ethrisches Öl (Safranal). Blühender Safran (Crocus sativus L.) Safran-Narben Es galt also, eine schnelle und kostengünstige Methode für die Identifizierung von echtem Safran zu finden. Deshalb zeigt diese Arbeit mithilfe der Analysemethode Dünnschichtchromatographie den Nachweis von echtem Safran und dessen Fälschungen. Verwendete Methode: Im Deutschen Arzneimittelkodex (DAC) 1999, im Homöopathischen Arzneibuch (HAB) 2000 und nun wieder neu im Europäischen Arzneibuch (EuAB) 4, Grundwerk 2002, ist Safran mit einer eigenen Monographie vertreten. In dem EuAB lautet die Bezeichnung Crocus für homöopathische Zubereitungen. In den drei o.a. Regelwerken ist als eine Möglichkeit zur Identifizierung die Dünnschicht- Chromatographie vorgegeben. Dieses Verfahren wurde von uns in Zusammenarbeit mit Frau Elke Hahn-Deinstrop, einer ehemaligen Mitarbeiterin der Heumann Pharma GmbH und einer Expertin auf dem Gebiet der Dünnschichtchromatographie [1], erarbeitet.
2 2Verwendete Proben: 1. Fuchs Gewürze (Herkunft unbekannt; 3.480,00 /100g; Standard) 2. Wachauer Safran (Wachau, Österreich; ,00 /100g; Standard) 3. Three Rose Safran (Bangalore, Indien; 100 /100g); Dieser Safran wurde von uns während des Indienaustausches in einem kleinen Gewürzladen gekauft 4. Safran (Herkunft unbekannt (vermutlich Iran); ca. 250 /100g) 5. Safran (Iran; 300 /100g) 6. Unbekannter Krokus (Garten) Bild 1: Die Proben 1-6 (Von links nach rechts) Probenvorbereitung und Durchführung der Dünnschichtchromatographie (DC): Zuerst werden 10 mg jeder Droge zerrieben und mit 0,05 ml Wasser benetzt. Nach ca Minuten wird jede Droge in 2 ml Methanol gelöst und in separate Probengläschen gegeben. Die Proben bleiben für die nächsten Stunden stehen, damit sich die Droge gut im Lösungsmittel löst. Danach werden die Proben auf die DC-Platte (Kieselgel 60 F x10 cm) in Banden (0,7-0,8 cm) 2 cm oberhalb der Unterkante der DC-Platte aufgetragen, die Zielhöhe der Lösungmittelfront wird ca. 2 cm unter der Oberkante der DC-Platte angezeichnet und die Kammer mit dem Fließmittel vorbereitet. Das Fließmittel für die Kammer besteht aus Ethylacetat:2-Propanol:Wasser (13:5:2), außerdem wird in die Kammer ein Filterpapier zur Kammersättigung eingesetzt. Nun wird die Platte in die Kammer eingesetzt und gewartet, bis das Fließmittel bis zur eingezeichneten Front hochgelaufen ist. Nachdem die Platte aus der Kammer entnommen worden ist, wird diese mit einem Föhn auf mittlere Hitzestufe getrocknet. Nun kann man bei Tageslicht (siehe Bild 2) und unter UV-Licht (254 nm) die ersten Ergebnisse betrachten.
3 Bild 2: Platte nach Chromatographie (unter Tageslicht; Proben 1-6 von links nach rechts) Auswertung: Im Tageslicht sind in der unteren Hälfte des Chromatogramms der Safran-Standard- Proben 1 und 2 gelbe Zonen erkennbar, von denen die 3 untersten eine deutlich höhere Konzentration aufweisen. Laut Literatur [2] soll die unterste stark gelbe Zone (Crocin, hrf-wert 7-9) die höchste Intensität zeigen. Im UV-Licht von 254 nm ist zusätzlich bei hrf eine fluoreszenzmindernde Zone erkennbar (bleistiftumrandete violette Bande in Bild 3). Wie man in Bild 2 sehen kann, sind die ersten zwei Banden von links die Safran- Standards (Proben 1 und 2). Diesen gleichen die Proben vier und fünf von links in ihrem Bandenmuster (Lage, Farbe und Anzahl der DC-Banden), was bedeutet, dass der Safran aus unbekannter Herkunft und der aus dem Iran höchstwahrscheinlich echt sind. Die Probe 3 (Safran aus Indien) zeigt ein völlig anderes Bandenmuster und auch bei Probe 6 fehlen viele charakteristischen Banden, so dass diese beiden Proben wahrscheinlich kein echter Safran sind. Allerdings, um sicherzugehen, dass die Zwischenergebnisse wirklich stimmen, wird nun die Methode der Derivatisierung angewendet. Derivatisierung: Die entwickelte DC-Platte wird nun mit einer Vanillin-Schwefelsäure eingesprüht und bei 100 C in die Trockenkammer gelegt. Dabei werden auch die Banden bei Tageslicht sichtbar, die man normalerweise nur unter UV-Licht (254 nm) sehen würde (auf der DC-Platte mit Bleistift umkreist). Nach einigen Minuten kann die Platte entwickelt aus der Trockenkammer entnommen werden und das Ergebnis betrachtet werden (siehe
4 Bild 3). Nach Derivatisierung mit dem Vanillin-Schwefelsäure-Reagenz und Ausheizen zeigen sich die untersten drei Zonen mit grau-blauer Farbe Bild 3: Derivatisierte DC-Platte bei Tageslicht Ergebnis: Wie man eindeutig in Bild 2 und Bild 3 sehen kann, gleichen sich die Banden eins, zwei, vier und fünf. Da wir von den Proben eins und zwei eindeutig wissen, dass es sich um echten Safran handelt, können wir nun eindeutig sagen, dass die Proben vier und fünf (Safran unbekannter Herkunft und iranischer Safran) auch echter Safran sind. Bei drei könnte es sich um Färberdistelblüten handeln, ein billiges Äquivalent zu echtem Safran, dies werden die Untersuchungen der nächsten Wochen zeigen. Bei Probe Nummer sechs (Krokus aus Garten) handelt es sich nicht um Safran, sondern wahrscheinlich um eine andere Crocus-Art, was die Unterschiede der DC-Banden in Anzahl, Lage und Farbe dieser Untersuchung im Vergleich zum Standard bestätigen. Zur Zeit sind Safranzwiebeln in Eigenkultur genommen worden. Nach Ernte der Narben kann dann anhand dieses frischen Musters überprüft werden, ob die auf allen Chromatogrammen jetzt gefundenen gelben Zonen bereits Zersetzungsprodukte der hier verwendeten Handelsware sind. Nun können wir sagen, nur weil der Safran in asiatischen Ländern billig ist, muss er nicht zwangsläufig eine Fälschung sein. Dies ist hauptsächlich durch die niedrigen Löhne (ca. 1:60 zu Deutschland) in Asien zu erklären und durch die wegfallenden Transportkosten, denn die Proben (ausgenommen Standards) wurden während Reisen in den Ursprungsländern gekauft. Dadurch erklärt sich der extreme Preisunterschied. Literatur:
5 [1] Hahn-Deinstrop, Elke: Dünnschicht-Chromatographie Praktische Durchführung und Fehlervermeidung, Wiley-VCH, Weinheim, 1998, ISBN [2] Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis, 5. Auflage, Folgeband 2, Drogen A K, Seite 442, Springer-Verlag Berlin-Heidelberg, 1998 Fotonachweis: Die beiden Bilder in der Einleitung stammen von Frau Hahn-Deinstrop, die Bilder 1-3 wurden von der Jugend forscht Gruppe Hans Rosenberger, Paul Wilbers und Leon Bräuer gemacht.
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