Lebensmittelanalyse Gewürze und Kräuter – gestreckt, verunreinigt oder doch ganz pur?2021-01-18T09:59:05+01:00

Lebensmittelanalyse Gewürze und Kräuter – gestreckt, verunreinigt oder doch ganz pur?

Das LADR Zentrallabor Dr. Kramer & Kollegen in Geesthacht und die Universität zu Lübeck haben eine Forschungskooperation vereinbart mit dem Ziel, die Reinheit von Gewürzen und Kräutern zweifelsfrei zu erkennen oder deren Authentizität sicher zu belegen.

Food Fraud, auf deutsch Lebensmittelbetrug, ist für die Lebensmittelindustrie und die amtliche Lebensmittelüberwachung ein wichtiges Thema. Internationale Operationen wie OPSON haben wiederholt gezeigt, dass sowohl Premium- als auch Massenprodukte in großem Umfang gefälscht auf den Markt gebracht werden. Ein Beispiel sind Lebensmittel bestimmter Herkunft oder Produktionsweise – wie kaltgepresstes Kalamata Olivenöl, jamaikanischer Blue Mountain Kaffee oder Manukahonig aus Neuseeland –, die sich großer Beliebtheit erfreuen. Und mit denen sich durch Fälschung hohe Gewinne erzielen lassen.

Den resultierenden wirtschaftlichen Schaden schätzen Experten weltweit jährlich auf 10 bis 50 Millarden Euro. Hinzu kommt die Täuschung des Verbrauchers, der nicht die Qualität erhält, die er erwartet und für die er bezahlt.

Vorsätzliche Fälschungen gibt es seit Beginndes Lebensmittelhandels. Zu den Top 10 der am häufigsten gefälschten Lebensmittel gehören Olivenöl, Honig und Wein, aber auch Gewürze, Kräuter und tierische Lebensmittel. Mit zum Teil aufwändigen, zielgerichteten Untersuchungsmethoden ist es inzwischen möglich, viele Täuschungen aufzudecken. Hingegen werden nicht zielgerichtete Untersuchungen und die dazugehörigen verlässlichen Auswertungen in der Laborroutine noch nicht für alle Lebensmittelkategorien eingesetzt. Hier gilt es, bei zum Teil bewährten Verfahren, in Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu investieren. Denn nicht nur Lebensmittelbetrug soll aufgedeckt werden, ebenso wichtig ist die Bestätigung der Reinheit der Ware.

Um Verunreinigungen und Fälschungen von Lebensmitteln künftig noch zuverlässiger auf die Spur zu kommen, haben das LADR Zentrallabor Dr. Kramer & Kollegen in Geesthacht und das Institut für Chemie und Metabolomics der Universität zu Lübeck eine Forschungskooperation gestartet. Es geht darum, zwei bisher schon eingesetzte Verfahren (siehe nachfolgend und den Info-Kasten) zu optimieren. Bei der Analyse von Kräutern und Gewürzen sollen erstens pflanzliche Beimischungen sicher nachgewiesen, zweitens nicht erwünschte pflanzliche Beimischungen oder Bestandteile präzise be stimmt und drittens die Auswertung der Ergebnisse mit einer speziellen Software beschleunigt und vereinfacht werden.

So funktionieren NGS und NMR
Beim Next Generation Sequencing (NGS), einem molekularbiologischen Hochdurchsatzverfahren, wird auch eine PCR-Methode verwendet, wie wir sie aus der Corona-Diagnostik kennen: Dort wird aus der vorhandenen DNA – in der Abstrichprobe aus dem Rachenraum befindet sich ja nicht nur Erbmaterial der Coronaviren, sondern auch von Bakterien ausschließlich die Virus-DNA „herausgefischt“, sicher vermehrt und identifiziert.

Nehmen wir als Beispiel die Untersuchung einer Oregano-Probe. Darin befindet sich natürlicherweise nicht nur Oregano, sondern auch Teile anderer Pflanzen, die auf dem Feld wachsen. Hier wird jetzt aus allen in der Probe enthaltenen Pflanzenarten das Erbmaterial (DNA) extrahiert, vermehrt und anschließend identifiziert. Die Identifizierung erfolgt, indem die ermittelten Sequenzen mit einer Datenbank abgeglichen werden, in der über 5.000 Pflanzenarten dokumentiert sind. Im Idealfall weist man ausschließlich oder hauptsächlich Oregano nach. In der Realität kann sich in den Proben aber auch Erbmaterial von Olivenblättern, Lorbeer, Brennnessel u. a. befinden.

Bei der NGS handelt es sich somit um ein Verfahren, mit dem gleichzeitig DNA-Sequenzen verschiedener Pflanzenarten ermittelt werden können, auch wenn diese nur in sehr geringen Mengen in der untersuchten Probe enthalten sind.

Die Nuclear Magnetic Resonance Spektroskopie (NMR) ist ein sehr effizientes und bewährtes Verfahren zur Strukturaufklärung von organischen Verbindungen. Dazu wird die Probe einem extrem starken Magnetfeld ausgesetzt. So kann das Verhalten magnetisch aktiver Kerne gemessen werden, ganz ähnlich, wie wir es vom „Kernspin“ (MRT) in der Medizin kennen. Moleküle lassen sich auf diese Weise identifizieren – und können damit Aufschluss über die Echtheit der untersuchten Probe bzw. über deren Herkunft geben. So lässt sich etwa feststellen, ob Wein tatsächlich aus der deklarierten Rebsorte gekeltert wurde. Auch für dieses Verfahren liegen bereits Vergleichs-Datenbanken vor, bisher allerdings nur für flüssige Lebensmittel wie Fruchtsäfte, Wein oder Honig.

Ziel des Forschungsprojekts
Zunächst gilt es, feste Lebensmittel wie Kräuter oder Gewürze so aufzubereiten, dass sie per NMR untersucht werden können. Das geschieht im Institut für Chemie und Metabolomics an der Universität zu Lübeck. Dann werden die Proben zusätzlich mit der sensitiven NGS-Analytik im LADR Zentrallabor in Geesthacht analysiert. Mit dem Forschungsprojekt (Laufzeit bis 2023) wird weiterhin beabsichtigt, die durch NMR und NGS ermittelten Daten mit einer eigens dafür entwickelten Software zu analysieren. Neue Erkenntnisse zur Reinheit und Authentizität der Proben sind zu erwarten.

Das Next Generation Sequencing kommt im LADR Zentrallabor bereits routinemäßig zum Einsatz. Es erlaubt die Analyse komplexer Lebensmittelproben und, nach Abgleich mit der Datenbank, den Nachweis von über 17.000 Arten von Pflanzen, Landwirbeltieren und Fischen. Seit Mai dieses Jahres werden in Zusammenarbeit mit der Universität zu Lübeck außerdem routinemäßig Analysen von Fruchtsäften mit der NMR Spektroskopie durchgeführt. Dabei ist auch der Probentransport über den LADR-Laborkurierdienst möglich.

Ihr Kontakt:
LADR Zentrallabor Dr. Kramer & Kollegen
Dr. rer. nat. Burkhard Schütze
Abteilungsleiter Lebensmittelanalytik
Telefon: 04152 803-18
E-Mail: b.schuetze@LADR.de
www.ladr.de

Ausgabe November/Dezember 2020 „Der Lebensmittelbrief/ernährung aktuell”

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