Stabilisotopenanalyse

Auf dem neuesten Stand der Untersuchungstechnik: Mit Abschluss der Installationsphase konnte zu Beginn des zweiten Quartals 2003 im Lebensmittelinstitut Oldenburg die Messeinrichtung für die Stabilisotopenanalyse (IRMS; isotope ratio mass spectrometry) in Betrieb genommen werden. In Deutschland gibt es derzeit drei amtliche Laboratorien, in denen IRMS durchgeführt werden kann. Das IRMS besteht aus einem Massenspektrometer, an das verschiedene Peripheriebausteine angeschlossen sind. Die Anlage wird durch spezielle Software gesteuert.

Überwachungsziele

Die Lebensmittelüberwachung hat mit der IRMS ein neues Werkzeug zum Schutz der Verbraucherinnen und Verbraucher vor Täuschung und Gesundheitsgefahren erhalten. Die IRMS ermöglicht in vielen Fällen die Überprüfung der Herkunftsangabe. Damit wird es möglich sein, die Vorführpflichten, die gegenüber Drittlandsware wegen möglicher Gesundheitsgefahren ausgesprochen sind, durchzusetzen. Zur Erhöhung der Gewinnspanne können Hersteller, sofern sie über die nötige kriminelle Energie verfügen, nicht erlaubte Ausgangsstoffe oder Zusatzstoffe verwenden, falsche Angaben zur Herkunft ihrer Ware machen oder statt natürlicher Aromen naturidentische synthetische Stoffe einsetzen. Sowohl die redlichen Hersteller als auch die Verbraucher sollen durch den Nachweis der Authentizität und das Ermitteln der Herkunft geschützt werden.

Analysemethode aus der Geologie

Die IRMS ist eine z. B. in der Geologie bereits seit langer Zeit übliche Analysenmethode. Sie hat mit der Einführung des "continuous flow"-Verfahrens und verfeinerter Peripherie den Status eines routinetauglichen Werkzeuges, das für Serienanalytik geeignet ist, erreicht. So wird sie nun auch für die Lebensmittel- und Futtermittelüberwachung interessant.

Die erste Aufgabe im Lebensmittelinstitut Oldenburg war die Reakkreditierung nach ISO EN 17025. Im weiteren Verlauf müssen die Peripheriebausteine einzeln in Betrieb genommen und ihre Eigenheiten kennen gelernt werden. Parallel dazu werden die Techniken zum Herstellen von Messpräparaten eingearbeitet und verfeinert. Die Laborausrüstung muss an die Arbeitstechniken angepasst und auf möglichst hohen Probendurchsatz optimiert werden.

Derzeit nimmt das IRMS-Labor an einem internationalen Ringversuch teil. Weitere Vorhaben sind Untersuchungen von Äpfeln und Kartoffeln (als Übungsprojekte) sowie die Teilnahme an einem Untersuchungsprogramm für Aquakulturen.

Grundlagen

Die IRMS beschäftigt sich mit den stabilen Isotopen der Elemente Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Es werden die Verhältnisse der nachfolgenden Isotope untereinander bestimmt:

²H/¹H
¹³C/¹²C
¹⁵N/¹⁴N
¹⁸O/¹⁶O

Je nach Klima, Höhe über NN, Breiten- und Längengrad können spezifische Werte für die 2H/1H- und die 18O/16O-Verhältnisse in Wasser erwartet werden. Diese Verhältnisse spiegeln sich in den Pflanzen, die an diesen Orten gewachsen sind, wider. Aufgrund unterschiedlicher Stoffwechseleigenschaften (C3-Pflanzen, C4-Pflanzen, CAM-Pflanzen) können bestimmte Pflanzen und daraus hergestellte Produkte gut unterschieden werden. Aus Erdgas oder Erdöl hergestellte Zusatzstoffe oder Aromen zeigen häufig deutlich abweichende Isotopenverhältnisse.

Messpräparate

Beim Herstellen der Messpräparate muss in erster Linie darauf geachtet werden, dass sie die tatsächlichen Isotopenverhältnisse der Ausgangsstoffe besitzen. Aufarbeitungsschritte, die die Isotopenverhältnisse ändern, dürfen nicht verwendet werden.

In flüssigen Proben kann nach diskriminierungsfreier Abtrennung des Wassers das ¹⁸O/¹⁶O-Verhältnis mittels Äquilibrierungstechnik ermittelt werden. Aus Früchten oder Säften kann man die löslichen Kohlenhydrate isolieren und durch Gefriertrocknen zur Messung vorbereiten. Proteine, die durch Fällung gewonnen werden, eignen sich zur parallelen Messung der ¹³C/¹²C- und ¹⁵N/¹⁴N-Verhältnisse.