Bio oder nicht?
Präzise Herkunftsanalyse durch NMR-Spektroskopie
Stammt das Bio-Ei wirklich von einer Legehenne aus ökologischer Haltungsform? Diese Frage lässt sich mittels Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR-Spektroskopie) beantworten.
Ein Forscherteam am Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik e. V. (DIL) in Quakenbrück hat dafür eine Methode entwickelt. Mittels NMR-Spektroskopie können die Forschenden mit nur einer Messung eindeutig erkennen, ob ein Ei wirklich aus ökologischer Haltung stammt.
Wie ein Fingerabdruck: Spektren der Eigelb-Proben
Zu diesem Zweck werden Eigelb-Proben analysiert, deren Spektren einen umfassenden "Fingerabdruck" der Probe liefern. Durch den Vergleich dieser Spektren mit charakteristischen Mustern aus einer Datenbank von Referenzspektren kann die tatsächliche Haltungsform präzise bestimmt werden – und das mit nahezu 100-prozentiger Genauigkeit.
Die Forschenden untersuchten rund 4.500 Eiproben für das Projekt, das vom Bundeslandwirtschaftsministerium über das Bundesprogramm Ökologischer Landbau (BÖL) gefördert wird.
Referenz-Datenbank mit KI aufgebaut
Zum Nachweis der Haltungsform haben die Forschenden aus den Eiern gewonnene Eigelb-Extrakt-Proben mittels 1H-NMR-Spektroskopie analysiert.
Die so erzeugten Spektren bilden ein hochspezifisches Muster der Ei-Probe ab, quasi einen Fingerabdruck mit einem großen Informationsgehalt.
Mithilfe multivariater Datenanalysen, maschinellem Lernen und KI haben die Forschenden für jede Haltungsform charakteristische Muster identifiziert und eine Datenbank sowie ein Authentizitäts-Modell aus diesen Referenzspektren erstellt.
Durch den Abgleich des 1H-NMR-Spektrums von unbekannten Eigelb-Proben mit dem Modell aus Referenzspektren ist es ihnen gelungen, die tatsächliche Haltungsform nachzuweisen.
Hohe Messgenauigkeit – auch Rasse ermittelbar
Das errechnete Modell für die Klassifizierung von Eiern aus konventioneller und ökologischer Haltung erreicht eine Genauigkeit von 99,9 Prozent. Die untersuchten Eier ließen sich mit einer Genauigkeit von 97,1 Prozent den vier Haltungsformen zuordnen.
Zusätzlich ist es den Forschenden gelungen, die Rasse der Legehennen (Lohmann Selected Leghorn, Dekalb, Lohmann Brown, Sandys) mit einer Modellgenauigkeit von 98,4 Prozent zu ermitteln.
Nachweismethode für Handel und Verarbeitung
Nach Einschätzung der Forschenden bieten die Ergebnisse ein großes Potenzial für den Einsatz in der Lebensmittelüberwachung. Denkbar sei der Einsatz im Verdachtsfall oder bei Stichprobenuntersuchungen für den Handel und den Verarbeitungsbereich.
Unternehmen können entsprechende Analysen beauftragen und damit zuverlässig überprüfen, ob der Stempelcode auf der Eischale die Haltungsform der Legehennen korrekt angibt.
Partner für Weiterentwicklung gesucht
Das DIL ist nun auf der Suche nach Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Verbänden. Angestrebt wird eine Zusammenarbeit, um die Analytik und die Anwendungsmöglichkeiten weiterzuentwickeln.
Um das Verfahren langfristig zu etablieren, müssen die Modelle kontinuierlich mit zusätzlichen authentischen Proben ergänzt und auf dem neuesten Stand gehalten werden. Nur durch die Berücksichtigung neuer, möglicherweise noch unbekannter Einflussfaktoren wie zusätzliche Rassen und unterschiedliche Futtermittel bleibt die Aussagekraft der Modelle gewährleistet.
Quelle: BLE Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung
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