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Nordbayerisches NMR Zentrum

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CSI-Food: Metabolomics und Co.

"CSI-Food" - AG Prof. Schwarzinger

Echtheit und Qualität von Lebensmitteln und Materialien - „CSI-Food Bayreuth“

Qualitativ hochwertige Lebensmittel haben höhere Preise. Vor allem, wenn sie aus einer speziellen Region kommen oder gar einen gesundheitlichen Mehrwert aufweisen (health claims). Das gilt nicht nur für Verbraucherpreise sondern entlang der gesamten Wertschöpfungskette, also auch für Erzeuger, Verarbeiter und Veredler, Abfüller und Händler. Oft stimmen aber die Angaben über Herkunft und Qualität nicht – oder werden gar bewusst falsch angegeben um höhere Erlöse zu erzielen. Man spricht dann von ökonomisch motiviertem Lebensmittelbetrug. Schaden nehmen in solchen Fällen nicht nur die Verbraucher, sondern auch betroffene Händler, Verarbeiter, Abfüller, usw.

Unser Labor beschäftigt sich daher mit der Entwicklung von Analysemethoden um Lebensmittelbetrug vorzubeugen und um Sicherheit und Fairness entlang der Wertschöpfungskette sicherzustellen. 



Methoden
Weil die Qualität und Echtheit von Lebensmitteln in der Regel nicht von einem Prüfparameter abhängt und weil Fälscher ihre Manipulationen oft bewusst maskieren arbeiten wir mit Methoden, die rasch eine Vielzahl von Prüfparametern erfassen können: Wir digitalisieren quasi Lebensmittel und erstellen Fingerabrücke ihrer Inhaltsstoffe. So erhalten wir rasch, innerhalb von wenigen Minuten, einen ersten Gesamteindruck der analysierten Probe. Die Methoden sind breit anwendbar (siehe Breite Anwendbarkeit).

Es gibt in der Regel auch nicht eine einzelne Methode die Sicherheit in allen Belangen schaffen kann – dafür ist die Natur zu divers und die Lebensmittel zu komplex zusammengesetzt. Daher verwenden wir in unserer Gruppe verschiedene Multi-Parameter Methoden, insbesondere die NMR-Spektroskopie, die Massenspektrometrie und optische, Infrarot-(IR)-basierte Methoden. Diese kombinieren wir oft mit weiteren klassischen Referenzverfahren (siehe Geräteliste), um die Validität der neu entwickelten Screening-Verfahren zu gewährleisten. Dieses Setup - eine Probe systematisch (zunächst ungerichtet) mehreren Untersuchungen zu unterziehen - bezeichnen wir als Analytisches Ecosystem: Die Kombination einer begrenzten Zahl analytischer Technologien bzw. analytischer Methoden in Verbindung mit einer entsprechenden Datenanalysesoftware bietet einen signifikanten Mehrwert gegenüber isolierten Verfahren.  

Chemometrie
... ist eine vergleichsweise neue Disziplin in der Chemie. Im Wesentlichen geht es darum, Zusammenhänge zwischen komplexen chemischen Analysedaten und bestimmten Sachverhalten, wie etwa einer bestimmten regionalen Herkunft oder der Anbaumethode, herzustellen. Um Daten aus unseren Projekten auch kombinieren zu können (ja, wir machen Big-Data noch größer) entwickelt unsere Gruppe eine einzigartiges Softwaretool. Unter anderem sind wir damit in der Lage Methodenkombinationen zu identifizieren um Fragestellungen zu lösen, die sich mit einer Methode alleine nicht beantworten lassen. Dazu gehören oft Fragen zur geographischen Herkunft oder zur Anbaumethode, also bio oder nicht-bio. 


Grafik: Daten chemometrischer Auswertung von Olivenöl

Breite Anwendbarkeit:
Wir forschen aktuell intensiv an Honig, Getreide (Projekt AgrOr), Speiseölen, Kakao, Getränken (u.a. Energy-Drinks), Fisch & Fleisch sowie anderen vorwiegend pflanzlichen Lebensmitteln. Routinemäßig werden Machbarkeitsstudien zu neuen Lebensmitteln durchgeführt. Unsere spektroskopischen Verfahren sind aber nicht auf Lebensmittel beschränkt. So untersuchen wir Körperflüssigkeiten wie Urin, um beispielsweise Effekte bestimmter Diäten auf den menschlichen Stoffwechsel feststellen zu können (Kooperation mit Prof. Dr. Walter Schmidt). Neben NMR und LC-MS können insbesondere die IR-basierten optischen Methoden können sehr effizient in der Materialforschung/ Materialprüfung eingesetzt werden. Sogar anorganische Materialien, wie z.B. Edelsteine, können auf Echtheit geprüft werden ...



Videos


   
​Veröffentlichungen

  1. APIMONDA Work group "Adulteration" (unter Beteiligung von S. Schwarzinger): APIMONDIA Statement on Honey Fraud. APIMONDIA web site, 2019. 

  2. S. Schwarzinger*, F. Brauer, P. Rösch, B. Schütz, B. Kämpf, G. Beckh, C. Lüllmann, A. Dübecke (2016): Authentische Lebensmittel – Warum ein Analyseparameter nicht genügt. Q & More online.

  3. S. Hellbach, P. Rösch, S. Schwarzinger* (2017): Restoring consumer confidence by rapid authenticity & identity testing for fruit juices and juice ingredientsFruit Juice Focus 2/’17, 14-15.   

  4. S. Schwarzinger*, F. Brauer, P. Rösch, B. Kämpf (2016): Honey, what else? Rapid testing of variety geographic origin, and absence of adulteration by NMR-profiling. New Food 6, 27 – 31. 

  5. S. Schwarzinger*, P. Rösch, B. Kämpf (2015): Mit Hightech gegen Honigverfälschung. Deutsches Bienenjournal 2. 2015. 

  6. W. Bachert, L. Köberle, F. Brauer, P. Rösch, S. Schwarzinger* (2014): Mehr als Honig? Q & More 2.14, 36-43. 

  7. S. Schwarzinger*, J. Mitsotakis, L. Köberle, F. Brauer, P. Rösch, (2014): Authentische Lebensmittel haben Mehrwert – Hochdurchsatzfähige Qualitäts- und Authentizitätsprüfung mittels NMR. FOOD-Lab, 2/2014. 

  8. L. Köberle, F. Brauer, P. Rösch, S. Schwarzinger* mit K. Tröger, K.-H. Schwind, F. Schwägele (2013): Was essen wir? Qualitätsanalytik von Lebensmitteln durch NMR. Q & More, 02.13, 42-47. 

Hier finden Sie Weitere Veröffentlichungen der AG Prof. Dr. Schwarzinger (Lebensmittel/ Gesundheit und andere Themen) 



Aktuelle Vorträge (eventuell Passwort erforderlich)

  1. APIMONDA 2019 (Montreal; Leitvortrag zur Honigfälschung - in englischer Sprache): "Honey: What Is It and How to Ensure Its Authenticity?"

Verantwortlich für die Redaktion: apl.Prof.Dr. Stephan Schwarzinger

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