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Walter Vetter: Analytik, die dem Verbraucher Sicherheit gibt

Woher weiß der Verbraucher, ob das gekaufte Lebensmittel tatsächlich das Produkt mit den gewünschten Merkmalen ist oder ob die Verpackung mehr verspricht als tatsächlich enthalten ist? Durch Aussehen oder Geschmack lässt sich dies in der Regel nicht prüfen. Hier sind analytische Methoden gefragt, die den Molekülen auf den Grund gehen. Authentizitätsprüfung ist eine der Forschungsrichtungen des Arbeitskreises von Prof. Dr. Walter Vetter am Institut für Lebensmittelchemie der Universität Hohenheim.

Der Arbeitskreis von Prof. Dr. Walter Vetter ist auf die Entwicklung analytischer Methoden und die Strukturaufklärung unbekannter Verbindungen spezialisiert. Prof. Vetter leitet das Fachgebiet Lebensmittelchemie und lehrt neben dem Bereich Lebensmittelchemie auch in dem Studiengang Organic Food Management. „Hier haben wir uns gedacht, dass man aktiv etwas auf dem Gebiet machen muss, und so sind wir dann zu den Authentizitätsprüfungen von biologisch erzeugten Lebensmitteln gekommen“, erklärt Vetter.

Prof. Dr. Walter Vetter leitet das Fachgebiet Lebensmittelchemie. © Vetter

Seit im Dezember 2011 aufgedeckt wurde, dass aus Italien gefälschte Bio-Lebensmittel in den deutschen Handel gekommen sind, weiß jeder: Nicht überall wo Bio drauf steht, ist auch Bio drin. Um aber Bioprodukte anhand ihres Inhalts, ihrer Zusammensetzung zu erkennen, bedarf es analytischer Nachweismethoden. Für Milch haben die Forscher bereits ein Testverfahren entwickelt. Als Marker für den Test verwenden die Analytiker die Phytansäure. Phytansäure ist eine Fettsäure, die selber nicht in der Nahrung der Kühe vorkommt. Ihre Vorstufe, das Phytol, steht aber als Bestandteil des Chlorophylls auf dem Speiseplan der Wiederkäuer. „Im Pansen wird das Chlorophyll gespalten“, sagt der Lebensmittelchmiker. Das freigesetzte Phytol wird enzymatisch in Phytansäure umgewandelt, die in der Milch zu finden ist. „Anhand dieser Komponente kann man dann in der Regel unterscheiden, ob Biomilch vorliegt.“

Da in der ökologischen Landwirtschaft im Vergleich zur konventionellen mehr Grünfutter gefüttert wird, findet man in der ökologisch hergestellten Milch mehr Phytansäure als in konventionell hergestellter Milch. „Wir hatten auch schon mal eine Probe, wo „bio“ drauf stand, und wir uns dann nicht hundert Prozent sicher waren, dass dies stimmt. Das würde dann bedeuten, dass solch ein Hof vermehrt überwacht werden müsste“, so der Lebensmittelchemiker. Die Techniken sind jedoch noch im Anfangsstadium, denn für eine tatsächliche Anwendung müssen die Methoden mehrere Jahre geprüft werden.

Kaltgepresst oder raffiniert

Analysegeräte im Labor des AK Vetter © Vetter

Eine Authentizitätsprüfung ist auch für kaltgepresste Öle im Aufbau. „Es kommen immer mehr kaltgepresste Öle auf den Markt. Und hier ist es interessant eine Methode zu finden, mit der unterschiedlich erzeugte Öle unterschieden werden können, da es zwischen den verschiedenen Ölen auch enorme Preisunterschiede gibt“, so Vetter. Im Gegensatz zu raffinierten Ölen, die während der Herstellung auf 100 °C erhitzt werden, werden kaltgepresste Öle in Ölmühlen ohne Wärmezufuhr hergestellt. Durch die schonende Verarbeitung bleiben die Inhaltsstoffe weitgehend erhalten. Die Lebensmittelchemiker haben hier ebenfalls den Bestandteil des Chlorophylls als Marker ausgewählt, weil dieser sehr hitzeempfindlich ist. „Bei den raffinerten Produkten liegt ein Isomer der Komponente vor, bei den kaltgepressten Ölen nicht", erklärt Vetter.

In der Grundlagenforschung befasst sich der Arbeitskreis von Professor Vetter mit halogenierten Natur- und Schadstoffen. „Es gibt natürlich vorkommende Halogenverbindungen aus Algen und Schwämmen, die in den letzten Jahren auch in Fischen und Meerestieren gefunden wurden", berichtet Vetter. Fische und Meerestiere werden vermehrt in Fischfarmen gezüchtet, die laut Vetter in dem natürlichen Lebensraum dieser Algen und Schwämme, den flachen Küstengewässern, angesiedelt werden. „Wir wollen nun erst einmal die natürlichen Schadstoffe identifizieren, deren Struktur aufklären und dann entsprechend warnen,“ sagt Vetter. Leider sind die Verbindungen strukturell sehr kompliziert und daher schwierig zu synthetisieren, so dass sich die ersten toxikologischen Untersuchungen als sehr schwierig herausstellten. „Im Moment ist der Kenntnisstand relativ gering, aber die Untersuchungsämter in Deutschland erheben auf dem Gebiet mittlerweile Daten, und wir hoffen in den nächsten Jahren eine toxikologische Bewertung vornehmen zu können“, berichtet Vetter.

400 verschiedene Fettsäuren in Butter

Einblick in das Innere des Gegenstromverteilungschromatographen, der im AK Vetter zur Fraktionierung und Isolierung von Lebensmittelinhaltsstoffen eingesetzt wird © Vetter

Doch auch die klassischen Schadstoffe stehen bei dem Lebensmittelanalytiker auf dem Programm: Flammschutzmittel, die im Auto oder in Kinderspielzeugen verwendet werden, sind dabei im Fokus. „Die Verbindungen werden aus den Geräten ausgetragen und reichern sich unter anderem in Fisch an“, erklärt Vetter. Die Hohenheimer Forscher beachten bei ihren Untersuchungen insbesondere, dass Fisch in Europa nur selten unverarbeitet konsumiert wird, und untersuchen, wie das Erhitzen des Fisches sich auf die Schadstoffe auswirkt. „Erst dann kann man tatsächlich beurteilen, wie kritisch der Stoff für den Menschen ist“, berichtet Vetter. Die Wissenschaftler konnten sowohl Verbindungen identifizieren, die aus dem Fisch während des Kochens austraten, deren Gehalt also abnahm, als auch solche, die sich umwandelten und damit gefährlicher für den Menschen wurden.

Bei der Analyse setzen die Hohenheimer Forscher auf zahlreiche Neuerungen aus der instrumentellen Analytik. Dazu gehört unter anderem die GC/NCI-MSMS (gas chromatography–negative chemical ionization–tandem mass spectrometry), die Gaschromatographie und Massenspektrometrie in sich vereint, und mit der die Analytiker halogenierte Verbindungen hochselektiv nachweisen können. 

Ein weiterer Schwerpunkt des Arbeitskreises liegt in der Analyse von Lipidverbindungen. Hier können beispielweise Butterproben mit der Gegenstromverteilungschromatographie im Detail untersucht werden. In einer Butterprobe haben die Forscher über 400 verschiedene Fettsäuren gefunden. „Man denkt, dass man das Lebensmittel kennt, aber dem ist nicht so“, sagt Vetter. „In den Medien wird im Falle der Butter häufig nur aufgegriffen, dass sie viele gesättigte Fettsäuren enthält und daher schlecht sei. Das spiegelt die Realität nicht richtig wider.“ Die Wissenschaftler erfassen durch ihre hochsensitiven Untersuchungsmethoden zahlreiche Fettsäuren, die nur in Spuren enthalten sind, die aber einen großen Einfluss auf den menschlichen Körper haben können. „Es bleibt häufig völlig unreflektiert, was die 300 anderen Fettsäuren bewirken könnten“, so der Forscher. “Wir wollen mit unseren Arbeiten etwas anstoßen, was weitere Untersuchungen von Fachleuten nach sich zieht, und wir liefern das Werkzeug dafür.“

Professor Vetter ist daher ebenfalls Mitglied im Netzwerk Bioaktive Pflanzliche Lebensmittel. „Im Netzwerk setzt man sich mit Fachleuten aus allen Richtungen zusammen, so dass eine Idee bis zur Anwendung umgesetzt werden kann“, sagt Vetter. Der Wissenschaftler möchte, um als Analytiker unterstützend wirken zu können, die Probleme der einzelnen Anwender verstehen, vom Bäcker bis zum Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln. „Weiterhin sollte man die regionalen Ansätze im Lebensmittelbereich stärken, also hochqualitative Lebensmittel aus regionalem Umfeld“, erklärt Vetter. Die Zukunft der Ernährung sieht Vetter bei einer ausgewogenen Ernährung, bei der die Inhaltsstoffe der Lebensmittel beachtet werden.

Prof. Dr. Walter Vetter
Institut für Lebensmittelchemie
Universität Hohenheim
Tel.: 0711/459-24016
Fax: 0711/459-24377
Email: Walter.Vetter(at)uni-hohenheim.de

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