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Lebensmittelanalytik – was bringt die Zukunft?

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Die chemische Analyse von Lebensmitteln hat auf der einen Seite zum Zweck, die Qualität von Lebensmitteln zu überwachen, ist aber auf der anderen Seite auch Mittel dafür, potenzielle Gesundheitsgefährdungen und/oder Täuschungen von Konsumenten aufzudecken. Grundsätzlich nehmen aber die Anforderungen an die Analytik zu, was sicherlich mit dem gesteigerten Sicherheitsbedürfnis unserer modernen Gesellschaft zu tun hat. Standen früher Analysen auf Inhaltsstoffe der Lebensmittel im Fokus, wie z. B. Nährwerte usw., ist heute deutlich eine Verschiebung zu allen Arten von Kontaminanten feststellbar. Das soll nicht heissen, dass heute keine Nährwerte mehr analysiert werden, denn die Täuschung von Konsumenten spielt sich eher in diesem Bereich ab, aber je länger je mehr wird das «Unbekannte» gesucht, welches die Sicherheit von Lebensmittel negativ beeinflussen kann. Die Frage, die sich hier stellt, ist, wonach muss man denn künftig suchen. Donald Rumsfeld, ehemaliger US-Verteidigungsminister, hat es recht eindeutig, wenn auch in einem anderen Zusammenhang ausgedrückt. Es ist einfach, das Bekannte zu analysieren. Schwieriger wird es schon, Parameter zu bestimmen, von denen wir jetzt wissen, dass wir sie noch nicht kennen, künftig vielleicht aber schon. Am schwierigsten sind aber die Parameter, von denen wir nicht wissen, dass wir sie nicht kennen. Möglicherweise haben diese «Unbekannten» aber auch einen Einfluss auf unsere Lebensmittelsicherheit. Die Frage bleibt nun, was lässt sich lebensmittel-analytisch davon schon heute erreichen und was können wir in der nahen Zukunft erwarten. Dafür schauen wir uns die drei Bereiche noch einmal genauer an:

Analyse von bekannten Inhaltsstoffen/Kontaminanten

Ein alter Grundsatz in der Analytik lautet: «Es lässt sich nur das bestimmen, was man auch kennt.» Dies stimmt im Wesentlichen, setzt aber voraus, dass tatsächlich Informationen zum Untersuchungsziel vorliegen. Schaut man sich beispielsweise die Analyse von Vitaminen an, sollte man glauben, das ist kein Problem, da diese Analytik schon seit Jahrzehnten etabliert ist. Diese Einschätzung kann aber trügen. Denn häufig wird ein Vitamin, z. B. B2 – Riboflavin – als Salz dem Lebensmittel zugesetzt. Die Analytik hingegen bestimmt das Vitamin nicht in seiner Salzform, sondern in seiner frei verfügbaren Form. Jetzt ergibt sich am Ende der Analyse ein Zahlenwert, der z. B. mit der Angabe des Vitaminzusatzes auf der Verpackung verglichen werden soll. Liegt die Information, in welcher Form das Vitamin zugesetzt wurde, nicht vor, kann es zu erheblichen Abweichungen und Fehlinterpretationen kommen. Dies liesse sich vermeiden, wenn die Informationen schon zu Beginn der Analyse vorlägen. Aber selbst bei Vorliegen aller Informationen, wie z. B. Sollwerten, treten nach wie vor Abweichungen auf. Dies liegt in erster Linie daran, dass unterschiedliche Methoden verwendet werden können. In zweiter Linie liegt dies daran, dass (natürliche) Schwankungen in der Methodik, aber auch im Untersuchungsgut (Stichwort Inhomogenität) dafür verantwortlich gemacht werden können. Zwar versucht man, diesem Umstand mit standardisierten und/oder akkreditierten Methoden zu begegnen, aber eine Restunsicherheit in der Bestimmung von Bekanntem bleibt. Wie ungleich schwerer ist es dann, Analyten zu bestimmen, zu denen wir keine Informationen haben.

Analyse von unbekannten Inhaltsstoffen/Kontaminanten und/oder Konzentrationen

Diese Art der Analytik wird zum Teil heute schon dergestalt betrieben, dass man zwar die Inhaltsstoffe/Kontaminanten schon kennt, aber deren Sollwert, insbesondere bei Umweltkontaminationen, nicht bekannt ist. Ein gutes Beispiel hierfür ist die moderne Pestizid-Analytik. Die Anzahl der Pestizide, die man heute mittels GC/MS und LC/MS/MS qualitativ erfasst, liegt bei 400–500 Wirkstoffen. In der Vergangenheit war man glücklich, wenn man 20–30 Wirkstoffe der gleichen Wirkstoffgruppe gut erfassen konnte. Diese neue Art der Analytik setzt aber voraus, dass man möglichst geringe Diskriminierungen bei der Probenaufbereitung vorliegen hat. Denn es müssen ja viele Substanzen mit zum Teil recht grossen Unterschieden in ihren physikochemischen Eigenschaften erfasst werden. Hier ist aber künftig zu erwarten, dass die Anzahl der zu bestimmenden Substanzen kontinuierlich ausgebaut wird. Der «Pferdefuss» bei dieser Analytik ist, dass der «wahre» Wert niemals korrekt bestimmt werden kann. Aus Kostengründen wird man nicht bei jeder Laborprobe grosse Vergleichsuntersuchungen auf der Basis mehrerer Labore heranziehen können. Diesem Umstand wird begegnet, indem über allgemeine Vergleiche die generelle Qualität/Performance eines Labors durch z. B. Proficiency Tests, wie sie für ISO 17025-akkreditierte Labore Pflicht sind, überprüft wird. Für die Einzelprobe bleibt hingegen immer ein Rest «Unbekanntes». Eine Messunsicherheit von ± 50% oder grösser ist im spurenanalytischen Bereich eher die Regel als die Ausnahme. Somit bliebe noch der dritte Bereich, nämlich, das zu bestimmen, von dem wir nicht wissen, dass wir es nicht wissen.

Analyse von gänzlich Unbekanntem

In diesem Bereich versucht die Analytik, Substanzen zu bestimmen, die noch gar nicht bekannt sind und deren Auswirkungen man ebenfalls nicht kennt. Zur Veranschaulichung mag hier die Bestimmung von sogenannten NIAS – non intentionally added substances – im Bereich der Lebensmittelverpackungsanalysen dienen. Bei der Herstellung von Lebensmittelverpackungen werden Ausgangstoffe miteinander kombiniert, um am Ende ein gewünschtes Produkt zu bekommen. Dabei werden vermutlich neue Substanzen gebildet – wir wissen es nicht immer –, deren Auswirkung wir ebenfalls nicht kennen. Diesen Umstand versucht man mit sogenannten Multiscreening-Methoden zu begegnen, indem an Modelllösungen oder Modelllebensmitteln mit möglichst keinen diskriminierenden Aufarbeitungsverlusten analysiert und jedem Signal im GC/MS über einer Konzentrationsgrenze von z. B. 10 µg/kg Lebensmittel nachgegangen wird. Die Kunst besteht jetzt darin, die Befunde erklärbar zu machen und ggf. auch noch zu bewerten – also in Bekanntes zu übersetzen, sofern möglich. Dieser Bereich der Analytik wird künftig stärker an Aufmerksamkeit gewinnen. Zurzeit nutzt man als Technik primär GC/MS, welche allerdings nicht alle Unbekannten erfassen kann. Die Aufgabe besteht also zukünftig auch darin, andere Techniken wie z. B. LC/MS für diese Fragestellungen nutzbarer zu machen.

Ein modernes Labor, wie z. B. die SQTS, ist in der Lage, in allen drei oben genannten Bereichen Antworten zu liefern. Auf der Basis einer guten Kommunikation ist die moderne Lebensmittelanalytik durchaus in der Lage, Antworten für Bekanntes, Unbekanntes und für die Herausforderungen von morgen zu liefern.


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