Hygiene Report 5/2023

november
wissenschaft
Tragbare GC-Systeme mit MOS-Detektor zur Kontrolle der Lebensmittelqualität
Die Qualität der Rohstoffe und Produkte
ist entscheidend für das Vertrauen in
einen Lebensmittelhersteller bzw. eine
Lebensmittelmarke. So kann eine einzige
schlechte Charge die Produktion eines
ganzen Tages beeinträchtigen und im
schlimms ten Fall zu einem teuren Produktrückruf
führen. Deshalb ist es wichtig
für die Lebensmittelindustrie, die Qualität
gelieferter Waren und ihre Lagerung zu
überwachen. Bisher wurden dafür teure
instrumentelle Analysemethoden oder
zeitaufwändige sensorische Prüfungen
eingesetzt. Analysemethoden, die eine
schnelle und kostengünstige Bewertung
der Lebensmittelqualität vor Ort ermöglichen
– dies hat sich das Forschungsprojekt
SENT-GC-MOS unter Mitwirkung des
Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik
und Verpackung IVV (Abteilung Qualitätserhalt
Lebensmittel) und des Lehrstuhls
für Messtechnik der Universität des Saarlandes
zum Ziel gesetzt.
Gesucht wird ein Systementwicklungstool
(SENT), das eine einfache und kosteneffiziente
Entwicklung von Gaschromatographie-Systemen
für diverse Anwendungsbereiche
ermöglicht. Dabei werden
neuartige Detektormodule
auf Basis miniaturisierter
Halbleitergassensoren und
eine Analytenanreicherung
mittels Präkonzentratoren
erforscht. Als Beispiel für
die Anwendung von SENT
wird ein GC-Analysesystem
„OxiVOC-GC“ entwickelt.
Dabei werden zwei
Musteranwendungen aus der Lebensmittelindustrie
betrachtet: die Identifikation
von Fettsäure-Oxidationsprodukt-Schwellen
und die Erkennung von Schimmelpilzbefall.
Die aus der Fettoxidation entstehenden
flüchtigen organischen Verbindungen
(VOC) werden vom Menschen als ranzigfettiger
Geruch wahrgenommen. Sind in
der Schokoladeherstellung z.B. Nüsse
oder Samen betroffen, kann dies dazu
führen, dass Kunden das Produkt ablehnen.
Der zu entwickelnde Demonstrator
soll diese Oxidationsprodukte erkennen,
bevor sie vom Menschen
wahrgenommen
werden, und zwischen
Schimmelpilzbefall und
Fettoxidation unterscheiden
können.
Dies wird durch ein
tragbares und robustes
Gaschromatographie-
Detektorsystem ermöglicht, das gereinigte
Luft als Trägergas nutzt. Es nimmt Proben
kontaktfrei auf, trennt die Analyten an einer
miniaturisierten Gaschromatographiesäule,
detektiert und quantifiziert sie mit
einem empfindlichen Halbleitergassensor.
www.ivv.fraunhofer.de
FEI: Gewürz-Fälschungen mit DNA-basierten Schnelltests auf die Spur kommen
Gewürze aus aller Welt bereichern
seit Jahrhunderten unseren
Speiseplan. 2021 wurden
über 156.000 t Gewürze nach
Deutschland importiert, die
Menge steigt seit Jahren (2016:
117.500 t). Dabei sind Handelsund
Verarbeitungswege von Gewürzen
komplex, ihre Authentizität
nur mit hohem Aufwand
überprüfbar. Beides begünstigt
finanziell motivierten Lebensmittelbetrug
(Food Fraud). In
einem Projekt der Industriellen
Gemeinschaftsforschung (IGF)
und des Forschungskreises der
Ernährungsindustrie (FEI) wollen
Hamburger Wissenschaftler
DNA-basierte Schnelltests entwickeln,
die eine Authentifizierung
von Gewürzen und somit
den Nachweis von Food Fraud
ermöglichen.
Immer öfter werden Produkte
vorsätzlich falsch deklariert oder
mit Ersatzrohstoffen gestreckt:
So kann der preiswertere – und
gesundheitsschädliche – Cassia-Zimt
als Ceylon-Zimt deklariert,
schwarzer Pfeffer durch
ebenfalls gesundheitsschädliche
Papayakerne oder Oregano
Probenmaterial unterschiedlicher Gewürzarten.
Foto: Universität Hamburg
durch Zugabe von Blättern der
Zistrose, des Erdbeer- oder Olivenbaums
gestreckt werden. In
Safran wurden schon Kurkuma
und Färberdistel als Färbungsmittel
nachgewiesen. Vereinfacht
wird solcher Betrug, wenn
eine morphologische Unterscheidung
aufgrund Trocknung,
Zerkleinerung oder Mahlung
nicht mehr möglich ist.
Damit Betrug keine Chance hat,
Gesundheitsgefahren minimiert
werden und gewürzverarbeitende
Unternehmen die Sicherheit
und Authentizität ihrer Produkte
zuverlässig sichern können,
bedarf es Schnelltestverfahren
zur Bestimmung
der biologischen
Identität von Gewürz- und
Kräuterprodukten.
Das beteiligte Forschungsteam
der Hamburg School
of Food Science der Uni
Hamburg verfügt über viel
Expertise mit molekularbiologischen
Methoden, die auf
der Detektion von DNA beruhen:
Damit kann die biologische
Identität eines Lebensmittelrohstoffs
bestimmt, Verunreinigungen
und Streckungen mit
pflanzlichen Beimischungen in
kleinsten Mengen identifiziert
werden. Auf Basis der DNA-
Sequenzen der Zielspezies kann
zwischen weit entfernten wie
auch zwischen nah verwandten
Spezies differenziert werden.
Für Importeure, gewürzverarbeitende
Unternehmen sowie
Handelslaboratorien soll eine
schnelle Vor-Ort-Analytik ohne
molekularbiologische Laborinfrastruktur
(Lab-in-a-Tube)
ermöglicht werden. Wesentlich
ist dabei, dass die Anwendbarkeit
der Schnelltests schnell erlernbar
und deren Auswertung
einfach ist. Das würde kleinen
und großen Lebensmittelunternehmen
viel Zeit und Geld
sparen – ganz abgesehen von
dem drohenden Imageschaden
und hohen Kosten, die nach
Bekanntwerden eines Falles von
Food Fraud und einem Produktrückruf
entstehen können.
Forschungskreis der
Ernährungsindustrie e.V. (FEI)
Godesberger Allee 125
D-53175 Bonn
www.fei-bonn.de
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