Moderne Analytik in der Lebensmittelindustrie unentbehrlich

Anuga FoodTec zeigt gebündeltes Know How und moderne Technologien für alle Bereiche der Lebensmittel- und Getränkeproduktion.

Die Anuga FoodTec – Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie – präsentiert vom 24. bis 27. März 2015 in Köln einen aktuellen und umfassenden Überblick über neue Technologien, Anlagen und Zulieferkomponenten für alle Produktionsbereiche. Eines der zentralen Themen der Messe ist die moderne Analytik, mit deren Hilfe Lebensmittelhersteller z. B. schnell und kostengünstig giftige Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen, sogenannte Mykotoxine, aufspüren können. Eine schnelle Analyse sowie eine einfache Handhabung – am besten direkt vor Ort im Verarbeitungsprozess – stehen im Mittelpunkt dieser neuen Methoden. Die Anuga FoodTec stellt mit dem Schwerpunktthema „Food Safety“ zahlreiche Aspekte und Anbieter im Bereich Analytik vor und vermittelt so neueste Methoden und Know How für die nachfragende Industrie.

Sie heißen z.B. Aflatoxine, Ochratoxine, Mutterkornalkaloide, Fusarientoxine, Patulin, Alternaria-Toxine. Über 350 Mykotoxine, die von mehr als 250 Schimmelpilzarten stammen, sind mittlerweile bekannt. Schon in geringen Mengen können Mykotoxine bei Menschen und Tieren toxisch wirken. Anzeichen von Vergiftungen können Leber- und Nierenschädigungen, Beeinträchtigungen des Immunsystems, Haut- und Schleimhautschäden, oder auch hormonelle Auswirkungen wie Fruchtbarkeitsstörungen sein. Darüber hinaus sind einige Mykotoxine auch krebserregend oder können Erbschäden hervorrufen. 

Deshalb dürfen Lebensmittel beispielsweise nicht mehr als zwei Mikrogramm Aflatoxin B1 pro Kilogramm enthalten. Schnellwarnungen von der Europäischen Kommission hinsichtlich belasteter Proben, etwa Feigen, Nüsse, Gewürze und Mais gibt es immer wieder. Kochen, Backen oder Braten hilft zumeist nicht, um den hitzebeständigen Stoffen den Garaus zu machen. Das Aufspüren der Übeltäter ist für Lebensmittelhersteller folglich Pflicht – mittels Kontrollen müssen sie nachweisen, dass ihre Produkte frei von diesen Giftstoffen sind. 

Mit dem Stäbchen zur Kontrolle 

Erst seit den 1970er Jahren existieren analytische Methoden, die empfindlich genug für den Nachweis von Mykotoxinen sind. Heute liegt die Herausforderung in der Entwicklung geeigneter Verfahren für die Vor-Ort-Kontrolle, um Mykotoxine in Lebensmitteln simultan und schnell detektieren zu können. Während der quantitative Nachweis im Labor sehr genau, aber auch kostspielig und zeitintensiv ist, liefern Schnellmethoden die Ergebnisse in kürzerer Zeit. Immunologische Verfahren wie ELISA (Enzyme Linked Immunosorbant Assay) und Lateral-Flow-Tests, aber auch chemische Untersuchungen wie fluorimetrische Verfahren zur Bestimmung von Aflatoxinen sind kostengünstiger und helfen bei der täglichen Routinearbeit. Mit den Tests sollen auch ungeschulte Mitarbeiter unter Nicht-Labor-Bedingungen belastete Waren ausfindig machen können.

So weist beispielsweise der "Lateral Flow Test" in nur fünf Minuten einzelne Mykotoxine nach. Im Prinzip arbeitet das Prüfsystem wie ein Stäbchenschnelltest: Ist Aflatoxin in der Probe enthalten, wird eine Testbande sichtbar, bei einem negativen Befund nicht. Damit können nicht nur Mais und Getreide, sondern auch Nüsse, Feigen und zum Teil Gewürze zuverlässig auf die giftigen Stoffe hin untersucht werden. Ein weiterer Pluspunkt: Der Test lässt sich ohne technische Ausrüstung und zwar unmittelbar bei der Anlieferung der Rohstoffe einsetzen. Ebenso schnell und kostengünstig arbeitet die ELISA-Methode: Sie bestimmt Fusarientoxine in Gerste, Hafer, Roggen oder Mais. Der Mikrotiterplattentest findet die Stoffe auf Basis einer Antigen-Antikörperreaktion in weniger als 20 Minuten und erlaubt einen hohen Probendurchsatz. 

Analytik von morgen hält Kurs

Noch lassen sich die gesetzlich festgelegten Grenzwerte für Mykotoxine nur anhand von Referenzmethoden überprüfen. Die Schnelltests dienen lediglich zur Abschätzung des Toxingehaltes in Lebensmitteln. Für präzise Ergebnisse muss auf eine Detektion per Hochdruckflüssigchromatographie oder Massenspektrometrie zurückgegriffen werden. Neue Verfahren sollen Abhilfe schaffen: Wissenschaftler wollen die Substanzen mittels Infrarot-Laserspektroskopie aufspüren. Das von der Europäischen Kommission geförderte Mycospec-Projekt basiert auf neuartigen Halbleiterlasern, deren Emissionswellenlängen im mittleren Infrarotbereich liegen. „Sie sind über einen breiten Spektralbereich abstimmbar, so dass die komplexe Signatur der Mykotoxine im Infraroten erfasst werden kann“, erklärt Prof. Dr. Boris Mizaikoff, Leiter des Instituts für Analytische und Bioanalytische Chemie an der Universität Ulm. Die Proben lassen sich bei diesem Messverfahren schnell und vor Ort vorbereiten, was die Kontrolle der Grenzwerte vereinfacht. Den Prototypen will die Projektgruppe bis 2015 fertigstellen. Ebenso praxisnah ist das vom Forschungskreis der Ernährungsindustrie geförderte Projekt zur Entwicklung eines Biosensor-Arrays, der kostengünstig alle in Getreide und Getreideprodukten relevanten Mykotoxine nachweisen soll. Der Biochip detektiert bis zu fünf Mykotoxine innerhalb von elf Minuten.

In Zukunft dürften sich die Höchstwerte für Mykotoxine in Lebensmitteln weiter verschärfen. Zu diesem Ergebnis kommt die AFC-Consulting in ihrer "Mykotoxin Analytik"- Studie aus dem Jahr 2013, in welcher die Unternehmensberatung das Problem der gesundheitsgefährdenden Stoffe in Getreide und getreidehaltigen Produkten untersucht hatte. Die Zusicherung eines mykotoxinfreien, gesundheitlich unbedenklichen Produkts, so sind sich 55 Prozent der befragen Lebensmittelhersteller einig, wird an Bedeutung gewinnen.