Für Behörden und Unternehmen ergibt sich durch die zunehmend globalisierten Futter- und Lebensmittellieferketten die Notwendigkeit, neue valide Lösungsansätze zur Gewährleistung der Authentizität von verarbeiteten Lebensmitteln zu entwickeln. Die Futter- und Lebensmittelkrisen der letzten Jahre, wie zum Beispiel die Melaminkrise bei Säuglingsnahrung oder der Pferdefleischskandal bei Fertig-Lasagne, belegen diese Notwendigkeit eindrucksvoll.
Moderne Strategien werden benötigt
„Wir brauchen hier moderne, universell einsetzbare Strategien, die es erlauben, nicht nur bereits bekannte typische Verfälschungen von Lebensmitteln schnell nachzuweisen, sondern auch bisher nicht bekannte Manipulationen aufzudecken“, sagte Professor Dr. Reiner Wittkowski, Vizepräsident des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) anlässlich der Kick-Off Veranstaltung für ein weiteres Forschungsprojekt zur Weiterentwicklung der Authentizitätsprüfung von Lebensmitteln am 16. November 2016 in Köln. Das Forschungsprojekt „FoodAuthent“ (Entwicklung eines Systems zur Sammlung, Analyse und Verwertung von Produktauthentizitätsdaten) wird insbesondere die Rahmenbedingungen zum routinemäßigen Einsatz von chemisch-analytischen Fingerprinting-Verfahren weiter entwickeln. „FoodAuthent“ ist Teil des Forschungsprogramms „Herkunftsnachweis von Lebensmitteln“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft und wird durch das BMEL aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das BfR ist an dem Projekt maßgeblich beteiligt.
Problem der unbekannten Zusätze
Eine Schwierigkeit beim Nachweis von Verfälschungen von Lebensmitteln ist die Tatsache, dass üblicherweise nur das gefunden werden kann, was gesucht wird. Ein Lebensmittelmittel wird dabei also auf verschiedene, bereits bekannte Verfälschungen geprüft. Unbekannte Zusätze und Verfälschungen können bei dieser Vorgehensweise jedoch übersehen werden. Ziel jüngerer Forschungsarbeiten ist es daher, sogenannte nicht-zielgerichtete Verfahren zu entwickeln, die es grundsätzlich auch ermöglichen, nicht bekannte Verfälschungen, insbesondere unerwartete Zusätze aufzudecken.
In einem nicht-zielgerichteten Verfahren werden durch die Kombination von Spektroskopie und multivariater Datenanalyse die spektroskopischen Charakteristika der Inhaltsstoffe einer Lebensmittelprobe, also ihr „chemischer Fingerabdruck“, beschrieben. Durch die Erfassung der natürlichen Variation anhand der Untersuchung von unverfälschten authentischen Proben des vorgegebenen Lebensmittels wird eine Referenzdatenbank mit chemischen Fingerabdrücken aufgebaut, gegen die eine neue Probe geprüft wird. Durch den Vergleich mit dem authentischen Spektrum des jeweiligen erwarteten Erzeugnisses ist die Identifizierung vielfältiger Abweichungen bei Produkten, die unabsichtlich oder vorsätzlich chemisch verfälscht wurden, möglich.
Große Herausforderungen für Routineanalytik
Neben den analytischen Voraussetzungen, zu denen vor allem eine ausreichende Vergleichbarkeit der Ergebnisse von Messungen in verschiedenen Laboren gehört, stellt auch die gemeinsame Nutzung von Daten und Datenbanken staatlicher und privatwirtschaftlicher Überwachungs- und Prüfinstitutionen eine große Herausforderung bei der Etablierung dieser Ansätze in der Routineanalytik dar.
Die im Projekt realisierte Integration zugänglicher Fingerprinting-Datenbanken mit standardisierten Protokollen zur Probenuntersuchung, validierter statistischer Datenanalyseverfahren, einheitlicher Datenaustauschformate und einer Anbindung an privatwirtschaftlich betriebene Produkt-Datenbanken bietet erstmalig die Möglichkeit, das in der Fingerprinting-Analytik enthaltene Potenzial effektiv zu nutzen. Es werden kooperativ genutzte, cloud-basierte Lebensmittel-Fingerprinting-Datenbanken geschaffen und offene, reproduzierbare Mustererkennungs- und Datenanalyseverfahren entwickelt. Dazu gehört auch die Verknüpfung mit IT-Systemen, die chargenbezogene Produktinformationen enthalten.
Interdisziplinäre Zusammenarbeit
Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Experten aus den Bereichen Lebensmittelanalytik, Lebensmittelhandel, Softwareentwicklung, Datamining und Standardisierung werden zudem die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass analytische Fingerprinting-Verfahren zukünftig signifikant zur Sicherheit und Transparenz von Lebensmittelwarenströmen bis hin zum Verbraucher beitragen können.
Die GS1 Germany GmbH wird im Konsortium das dreijährige Forschungsprojekt mit fünf Partnern koordinieren. Beteiligt sind neben dem Bundesinstitut für Risikobewertung die Uni Konstanz, FB Informatik & Informationswissenschaft ,Konstanz; die Lablicate GmbH, Hamburg; die Eurofins Analytik GmbH, Hamburg; und die benelog GmbH & Co. KG, Kerpen. (BfR, idw, red)
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