Spektroskopie im Einsatz der Lebensmittelsicherheit
Millionengeschäft - Lebensmittelfälschung
Beyond Borders
Glykol im Wein, Motoröl im Olivenöl, Pferdefleisch in der Lasagne – mit schöner Regelmäßigkeit sorgen Lebensmittelskandale für Empörung in der Bevölkerung. Doch diese großen Skandale sind nur die Spitze des Eisbergs. Lebensmittelbetrug ist ein Millionengeschäft! Polizei, Zoll, nationale Lebensmittelbehörden und privatwirtschaftliche Partner gehen inzwischen in koordinierten Aktionen gemeinsam gegen die Betrüger vor. An der OPSON VIII-Operation nahmen weltweit Vertreter aus 78 Ländern teil. Zwischen Dezember 2018 und April 2019 wurden dabei in Häfen und Flughäfen aber auch im Lebensmitteleinzelhandel mehr als 67.000 Kontrollen durchgeführt. Dabei beschlagnahmten die Fahnder etwa 16.000 Tonnen und 33 Millionen Liter potenziell gefährliche gefälschte Lebensmittel und Getränke in einem Gesamtwert von über 100 Millionen Euro. Um die Fälschungen aufzudecken, kommt bei der Analyse zunehmend auch die Spektroskopie zum Einsatz.1
Es gibt kaum ein Lebensmittel, mit dem die Fälscher nicht ihr Schindluder treiben. Dabei nutzen sie verschiedene Tricks: Häufig werden hochwertige Sorten mit günstigen Alternativen vermischt, um den Gewinn zu steigern. Das bekannteste Beispiel ist sicher der Pferdefleisch-Skandal von 2013; doch auch bei Fisch setzen Betrüger diese Methode gerne ein. Auch bei den Angaben zur geografischen Herkunft und zur Produktionsweise wird oft gemogelt, denn wenn man konventionell erzeugte Billigwaren als Bioprodukte verkauft, lässt sich trefflich verdienen. Eine dritte weitverbreitete Art, den Verbraucher irrezuführen sind falsche Angaben zu Inhaltsstoffen. Wenn zum Beispiel auf der Verpackung steht, ein Produkt sei reich an Omega-3-Fettsäuren, dann sollten sich diese auch im Inhalt wiederfinden.
Kriminelle Machenschaften
Beyond Borders
Ganz vorne auf der Beliebtheitsliste der Fälscher rangiert das Olivenöl. Gerade um das Qualitätssiegel „extra vergine“ hat sich in den letzten Jahren ein veritabler Kult entwickelt und Verbraucher sind bereit, für hochwertiges Öl tief in die Tasche zu greifen. Da versprechen sich die Fälscher hohe Gewinnspannen und gehen teilweise richtig dreist vor. Im Mai 2019 wurde in Italien ein Fälscherring ausgehoben, der jedes Jahr rund acht Millionen Euro Gewinn einstrich. Mit Olivenöl hatte das Produkt allerdings herzlich wenig zu tun. Es handelte sich vielmehr um billiges Soja- oder Sonnenblumenöl, das mit Chlorophyll und künstlichen Geschmacksstoffen versetzt wurde, um die charakteristische Farbe und den würzig-bitteren Geschmack des Olivenöls zu erzielen. Alle paar Wochen wurden über 20.000 Liter der gepanschten Substanz an Restaurants und Geschäfte in Deutschland geliefert. Die Herstellung kostete pro Liter gerade einmal 1,20 Euro. Verkauft wurde das Öl für 5 bis 10 Euro.²
Ungenügende Vorgaben
Beyond Borders
Die Qualitätskriterien für Olivenöl wurden schon früh europaweit festgelegt. In der Richtlinie EG 2568/91³ empfiehlt die EU auch verschiedene Analysemethoden. Allerdings hat das dort vorgeschlagene Verfahren einen entscheidenden Nachteil meint Dr. Christian Gertz von der Firma Maxfry: „Die in der Richtlinie aufgelisteten Standardmethoden beschränken sich darauf, bestimmte Marker zu identifizieren, die auf Verfälschungen hinweisen. Auch die Fälscher kennen diese Kriterien und können ihre Produkte so anpassen, dass die Grenzwerte erfüllt werden. Außerdem können andere Täuschungsmanöver wie falsche Herkunftsangaben nicht nachgewiesen werden. Ein hohes Maß an Sicherheit kann nur eine Lösung liefern, die eine Probe in ihrer Gesamtheit auswertet.“
Molekularer Fingerabdruck
Beyond Borders
Das Unternehmen aus Hagen in Nordrhein-Westfalen hat ein Verfahren entwickelt, das verfälschte Olivenöle mit einer über 95-prozentigen Wahrscheinlichkeit erkennt – und das in kürzester Zeit. Grundlage bieten die Daten, die mit einem Fourier-Transform-NIR-Spektrometer der Firma Bruker erhoben werden. Die meisten Moleküle absorbieren Licht im infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums und wandeln diese Energie in Molekülschwingungen um. Da jedes Molekül anders aufgebaut ist und charakteristische Schwingungen aufweist, werden auch unterschiedliche Bereiche der IR-Strahlung absorbiert. Ein Spektrometer misst die Absorption in Abhängigkeit von der Wellenlänge und kann so einen „molekularen Fingerabdruck“ erstellen. Auf diese Weise lassen sich zahlreiche organische und anorganische Verbindungen genau bestimmen. Lange Zeit war dieses Verfahren sehr aufwendig, da jede Wellenlänge einzeln ausgewertet werden musste.
Dies änderte sich mit dem Aufkommen der FTIR- und FT-NIR-Spektroskopie: Dabei wird das Licht mit kontinuierlichen breitbandigen Quellen zuerst durch ein klassisches Michelson-Interferometer und dann durch die Probe geleitet. Der Detektor gibt zunächst ein Interferogramm aus, in dem alle Anteile der verschiedenen Wellenlängen summiert sind. Darin verbergen sich alle spektrometrischen Informationen über die Probe. Um die Information der einzelnen Wellenlängen zu ermitteln, wird die Fourier-Transformation durchgeführt. Diese komplexe Rechenarbeit erledigt ein leistungsstarker Computer, der gleichzeitig das Spektrum anhand von Kalibrationen analysiert. Ein Gerät wie das Bruker MPA liefert so innerhalb kürzester Zeit alle Kennzahlen für eine ausführliche Bewertung des getesteten Olivenöls.4
Komplexe Auswertung
Beyond Borders
Geschmack und Qualität des Olivenöls hängen von einem komplexen Zusammenspiel vieler Faktoren ab. Zu den wichtigsten Gesichtspunkten zählt der Gehalt an freien Fettsäuren. Direkt nach der Ernte ist dieser Anteil in den Oliven sehr niedrig (ca. 0,1%). Durch biochemische Prozesse steigt der Wert während der Lagerung relativ schnell an. Am besten ist es, wenn die Früchte gleich nach der Ernte gepresst werden und nur wenige freie Fettsäuren enthalten. Desweiteren wird das Verhältnis der Glyceride gemessen. Der Anteil der 1,2-Diglyceride liegt unmittelbar nach der Ernte bei über 90% und sinkt im Laufe der Lagerung, da der Stoff bei der Erzeugung der freien Fettsäuren in 1,3-Diglycerid umgewandelt wird. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Peroxidzahl. Hier gilt ein hoher Wert als Hinweis für natürliches, unraffiniertes Öl. Neben diesen drei Beispielen werten die Fachleute von Maxfry noch zahlreiche andere Faktoren aus, wie die Fettzusammensetzung und den Iodanteil. Die ermittelten Kriterien vergleichen sie mit Referenzdaten von über 100.000 bekannten Proben. Entscheidend sind dabei nicht die einzelnen Marker, sondern vor allem ihr komplexes Verhältnis untereinander. Auf diese Weise können sie nicht nur die verschiedenen Geschmacksnuancen (Fruchtigkeit, Bitternote, Schärfe und die Harmonie der drei Aspekte) bestimmen, sondern auch eine Prognose über die Herkunft des getesteten Öls erstellen. Am Ende der Analyse lassen sich verfälschte Olivenöle mit einer Korrektheit von mehr als 95% erkennen. Zusätzlich werden Qualität, sensorisches Profil und Defekte anhand internationaler Grenzwerte kategorisiert. Dank der FT-NIR-Spektroskopie stehen die nötigen Daten nach einem einzigen Messvorgang bereit, der keine zwei Minuten dauert.5
| 1 | www.europol.europa.eu/newsroom/news/over-%E2%82%AC100-million-worth-of-fake-food-and-drinks-seized-in-latest-europol-interpol-operation |
| 2 | www.faz.net/aktuell/gesellschaft/kriminalitaet/150-000-liter-gepantschtes-olivenoel-beschlagnahmt-16187012.html www.sueddeutsche.de/panorama/olivenoel-faelscher-apulien-festnahmen-1.4447808 www.foodsafetynews.com/2019/05/authorities-bust-criminal-ring-dealing-in-yellow-gold-aka-fake-olive-oil/#more-184065 |
| 3 | www.eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:01991R2568-20151016&from=DE |
| 4 | www.youtube.com/watch?v=aWTu8N6rOFE |
| 5 | www.maxfry.de/fileadmin/maxfry-downloads/DE/Parameter_Erl.pdf |
Erweiterte InGaAs-PIN Photodioden
Beyond Borders
InGaAs-Photodioden eignen sich besonders gut für den Einsatz in der FT-NIR-Spektroskopie. Mit einer spektralen Response von 850 nm bis 2,6 µm decken die Photodioden der IG26-Serie nahezu den gesamten Wellenlängenbereich des nahen Infrarot ab. Dabei überzeugen sie durch eine besonders hohe Signalempfindlichkeit, niedrigen Dunkelstrom und eine schnelle Response-Zeit. Wir stellen Varianten mit aktiven Durchmessern von 0,25 mm bis zu 3 mm her. Die Dioden sind in hermetischen TO-Gehäusen mit und ohne integriertem Peltierkühler erhältlich, sowie als SMD-Baustein, auf einem Keramikträger oder als reiner Chip.
Klicken Sie hier
Prudukt Informationen
Beyond Borders
Ein perfektes Paar: Der hohe Emissionsgrad der IR-Strahler von Infrasolid ist die optimale Ergänzung zu dem hohen Dynamikbereich und dem geringen Rauschen unserer maßgeschneiderten Pyrodetektoren – als Komplettpaket mit ausgewählten Filtern und anderem Zubehör.
Die auf Heterostrukturen basierenden Fotodioden der Baureihe IA35 sind insbesondere für den Raumtemperaturbetrieb konzipiert.
IR- Fotodioden mit hervorzuhebender Quanteneffizienz. LASER COMPONENTS entwickelt und fertigt Fotodioden im Spektralbereich bis 2600 nm.
PbS Detektoren detektieren infrarote Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 1 µm – 3,3 µm.
Polykristallines Bleiselenid, PbSe, ist ein Standard-Halbleiterdetektor mit einer Empfindlichkeit zwischen 1 – 5,2 µm.
Der Filter macht den Unterschied. Thermische Detektoren sind naturgemäß polychromatisch. Um ein bestimmtes Gas/eine Wellenlänge zu detektieren, wird ein passender Filter benötigt.
Innovative Einkanal-Detektoren für FTIR-Instrumenten im Spannungsbetrieb (VM).
Unsere mehrkanaligen Pyrodetektoren umfassen 2-Kanaler, 3-Kanaler und 4-Kanal Detektoren.
Spektral flach von UV bis IR. Chipgröße von 0,25 bis 6 mm Kantenlänge.
Kompakter und universeller pyroelektrischer Receiver mit hochwertiger Elektronik für den LWIR- und THz-Bereich.
DLaTGS Detektoren haben den höchsten pyroelektrischen Effekt und werden meist für FTIR Anwendungen eingesetzt.
Pyroelektrische Kristalle generieren gleichzeitig positive und negative Ladungsträger auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten. Bei der LD21xx-Serie werden erstmals beide Kristallseiten separat verstärkt.
Datenblatt
Beyond Borders
LASER COMPONENTS Germany – Ihr kompetenter Partner für optische und optoelektronische Komponenten in Deutschland.
Willkommen bei der LASER COMPONENTS Germany GmbH, Ihrem Experten für Komponenten in der Photonik. Unser breites
Produktsortiment an Detektoren, Laserdioden, Lasermodulen, Optik, Faseroptik und mehr ist jeden Euro (€/EUR)
wert. Mit maßgeschneiderten Lösungen decken wir alle denkbaren Anwendungsbereiche ab: von der Sensortechnik bis
zur Medizintechnik.
Sie erreichen uns hier:
Werner-von-Siemens-Str. 15
82140 Olching
Deutschland
Tel.: +49 8142 2864-0
E-Mail: info(at)
