Betrug oder nicht?
Chemiker entwickeln neue analytische Methoden gegen Food Fraud
aus: DLG-Lebensmittel 6/2019, S. 10ff.
Französische Trüffel, die tatsächlich aus China stammen oder Freilandtomaten aus dem Gewächshaus: Möglichkeiten von Food Fraud gibt es viele. Lebensmittelchemiker und Food Profiler arbeiten an neuen analytischen Methoden, um solchen Betrügereien mit Lebensmitteln auf die Schliche zu kommen.
„Der moderne Lebensmittelfälscher ist gebildet und studiert, er kennt die Szene und die Untersuchungsmethoden der Kontrolleure“, so charakterisiert Prof. Dr. Walter Vetter vom Institut für Lebensmittelchemie der Universität Hohenheim den Betrüger von heute. Gerade Verfälschungen, die aus krimineller Absicht geschehen, sind nur durch aufwendige Analytik im Labor oder indirekt durch Betriebskontrollen zu identifizieren. Letzteres ist aufgrund der globalisierten Warenströme eine immense Herausforderung für die Lebensmittelproduzenten. Doch nicht nur sie, auch Händler und Verbraucher wollen Sicherheit. „Damit nimmt der Wunsch nach verlässlichen Daten über die Herkunft und Zusammensetzung von Lebensmitteln zu“, so Vetter. Allen voran stehen wertige und hochpreisige Produkte permanent in der Gefahr, Gegenstand gewerbsmäßiger Betrügereien zu werden. Hinweise darauf, welche Lebensmittel am häufigsten betroffen sind, liefern die Meldungen an das europäische Meldesystem AAC FF. Fleisch steht ganz oben auf der Liste, gefolgt von Fisch. Auf Platz drei sind Fette und Öle zu finden, vor allem: Olivenöl. Vor diesem Hintergrund kommt neuen analytischen Methoden zur Kontrolle der Authentizität beziehungsweise zum Nachweis eines Lebensmittelbetrugs eine immer größere Bedeutung zu.
Geschmack schnell und einfach überwachen
Auch Thomas Hofmann und Andreas Dunkel wissen, wie wichtig es für Lebensmittelhersteller ist, die Merkmale ihrer Produkte vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt zu kennen und zu kontrollieren. „Dies setzt eine präzise und schnell arbeitende Analytik voraus“, erklärt Hofmann, Direktor des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie und Professor für Lebensmittelchemie und molekulare Sensorik an der TU München. Eines seiner Spezialgebiete ist die Bestimmung von Geruchs- und Geschmacksstoffprofilen. Da Aroma- und Geschmacksstoffe sich stark in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften unterscheiden, verwenden Experten wie er derzeit verschiedene Methoden, um diese exakt hinsichtlich Art und Menge in einem Rohstoff oder Lebensmittel zu bestimmen. „Besonders Analysen von Aromastoffen sind sehr zeitaufwendig und somit teuer. Sie limitieren damit die Hochdurchsatzanalyse zahlreicher Proben“, ergänzt Andreas Dunkel, Senior Scientist am Leibniz-Institut.
Für Food Profiling geeignet
Die beiden Wissenschaftler haben eine neue Methodik zur Analyse von Geruchs- und Geschmacksstoffen entwickelt. Diese basiert auf einem normalerweise für die Geschmacksstoffanalytik verwendeten Verfahren: Der Ultrahochleistungs-Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (UHPLC-MS). Künftig soll sie die Qualitätskontrolle von Lebensmitteln vereinfachen und beschleunigen. Neu und zeitsparend an dem entwickelten Ansatz ist, dass sich auch flüchtige Geruchsstoffe mit dieser Methode analysieren lassen. Möglich macht dies ein vorgeschalteter Anreicherungs- beziehungsweise Stoffumwandlungsschritt. Andreas Dunkel und sein Kollege haben den methodischen Ansatz am Beispiel von Apfelsaft getestet – mit „sehr vielversprechenden Ergebnissen“, wie er betont. Die neue Methode erlaubt es dem Foodprofiler zufolge erstmals, eine große Probenanzahl in sehr kurzer Zeit hinsichtlich ihrer geschmacks- und geruchsgebenden Inhaltsstoffe zu analysieren. Zusammen mit Thomas Hofmann will er die Methode nun soweit weiterentwickeln, dass sie sich von Lebensmittelherstellern nutzen lässt, um entlang der gesamten Wertschöpfungskette den Geschmack von Nahrungsmitteln schnell und einfach zu überwachen und gegebenenfalls zu optimieren. Nicht zuletzt ließe sich das neue Verfahren auch nutzen, um Lebensmittelfälschern das Handwerk zu legen. Denn: „Anhand der identifizierten Inhaltstoffmuster könnte man Herkunfts- und Qualitätsangaben gut überprüfen und Fälschungen aufdecken“, so Dunkel.
Chemische Details geben Auskunft
Ein Ziel, das Prof. Dr. Walter Vetter und sein Team an der Universität Hohenheim gleichermaßen verfolgen. Für ihre Forschung wählten sie Trüffel und Walnüsse aus verschiedenen Ländern weltweit. „Voraussetzung für das Projekt ist, dass wir uns wirklich auf die Herkunftsangaben der Lieferanten verlassen können. Das ist uns bei Trüffeln und Walnüssen am besten gelungen“, erklärt Vetter. Ein weiterer Vorteil: „Trüffel sind fettarm, Walnüsse sind fettreich, so dass wir mit diesen beiden eine große Bandbreite abdecken.“
Zur Überprüfung der Echtheit vor allem von Rohwaren, nutzen die Wissenschaftler drei verschiedene Methoden. Mittels Isotopen-Analyse bestimmen sie die Zusammensetzung der Kohlen- und Stickstoff- sowie der Wasserstoffisotope und ermitteln so zunächst die genaue Herkunft einer Pflanze. In ihren Versuchen konnten sie damit Freiland- und Gewächshauspaprika voneinander unterscheiden. Mit einer weiteren Methode, der Lipidanalyse, wollen sie die Fettsäuren und Sterole der jeweiligen Lebensmittel genauer unter die Lupe nehmen. Sterole sind im Fettanteil der Pflanzen enthalten. Die Bestimmung ihres Musters macht es möglich, einen kulinarisch wertlosen China-Trüffel von einem französischen Gourmet-Trüffel zu unterscheiden. Die dritte Methode ist die so genannte Elementanalytik. Damit lassen sich die Mineralstoffe in den Pflanzen bestimmen. Sie geben Aufschluss darüber, wo die Pflanzen gewachsen sind, da die Mineralstoffe aus dem Boden in die Pflanze übergehen. So lässt sich nachweisen, in welcher Region eine Pflanze gewachsen ist und ob beispielsweise die Herkunftsangabe stimmt. Als nächstes will Vetter gemeinsam mit den Forschungspartnern die drei Methoden miteinander kombinieren. „In Zukunft sollen so exakte Angaben über die geographische Herkunft, die Anbaubedingungen und die Lebensmittelsorte schneller möglich werden“, sagt er. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert das Vorhaben mit insgesamt 275.000 Euro.
Analytische Methoden zur Authentizitätsprüfung von Lebensmitteln
Neben routinemäßig eingesetzten Verfahren wie der Stabilisotopenanalytik gibt es wissenschaftliche Bestrebungen, innovative Analysenstrategien wie NMR-, FT-IR-Profiling, Fingerprinting mittels hochauflösender LC-MS und GC-MS zu entwickeln und zu etablieren. Dabei können Veränderungen zum einen in Bezug auf die Authentizität des Lebensmittels bezüglich Herkunft oder Produktion festgestellt werden. Die umfassende Analyse ermöglicht darüber hinaus das Erkennen von gesundheitlich bedenklichen beziehungsweise sicherheitsrelevanten Manipulationen. Mehr Informationen unter: www.bfr.bund.de
Sie wollen unser Fachmagazin DLG-Lebensmittel abonnieren?
Werden Sie DLG-Mitglied und profitieren Sie von weiteren Vorteilen.