Fremdstoff-Analytik: Probenvorbereitung

Fremdstoffe

Analyse von Fremdstoffen in Lebensmitteln

Lebensmittel bestehen aus verschiedenen Bestandteilen. Zu diesen zählen Nährstoffe, Zusatzstoffe, und diverse, weitere natürliche Inhaltsstoffe. Lebensmittel können aber auch unerwünschte Komponenten enthalten, sogenannte Fremdstoffe. Nährstoffe wie z. B. Fett und Kohlenhydrate liefern dem Körper Energie während Zusatzstoffe wie z.B. Konservierungsmittel und Emulgatoren zu überwiegend technologischen Zwecken dem Lebensmittel zugegeben werden.

Fremdstoffe können dem Körper hingegen schaden und dürfen in oder auf Lebensmitteln nur in gesundheitlich unbedenklichen und technisch unvermeidbaren Mengen vorhanden sein. Entsprechende Grenz- und Toleranzwerte sind in der Schweizerischen Gesetzgebung in der Verordnung des EDI über Fremd- und Inhaltsstoffe in Lebensmitteln (Fremd- und Inhaltsstoffverordnung, FIV) vom 26. Juni 1995 (Stand am 7. Mai 2012) festgelegt.

Möchten Sie wissen, welche Untersuchungen nötig sind, um die gesundheitliche Unbedenklichkeit sowie die Verkehrsfähigkeit sicherzustellen? Wir beraten Sie gerne, welche Analysen Ihnen eine Aussage zur Qualitätseinstufung Ihres Lebensmittels liefernkönnen.

 

Lesen Sie hier weiter, auf welche Punkte Sie achten müssen - oder nehmen Sie mit uns Kontakt auf.


Wie gelangen Fremdstoffe in Lebensmittel?

Fremdstoffe können z.B. auch durch die Verpackung oder deren Bedruckung in Produkte eingetragen werden
Fremdstoffe können z.B. auch durch die Verpackung oder deren Bedruckung in Produkte eingetragen werden

Fremdstoffe können beispielsweise aus der Umwelt, durch kontaminierte Rohstoffe, während der Produktion oder durch Migration aus der Verpackung in das Lebensmittel gelangen. Sie sind im Lebensmittel unerwünscht und können beim Konsumenten je nach Gehalt zu gesundheitlichen Schäden führen.
Daher ist eine regelmässige Kontrolle zum Konsumentenschutz, zur Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen und zur Überprüfung der betrieblichen guten Herstellungspraxis sinnvoll.

Verschiedene Fremdstoffe

Die Liste der potentiell vorkommenden Fremdstoffe ist lang. Abhängig von der analytischen Fragestellung können neben Standard-Verfahren auch kundenspezifische Analyseverfahren zum Einsatz gelangen. Finden Sie hier eine Liste von gängigen Fremdstoffen.

Pestizide

Hier finden Sie detaillierte Informationen zur Pestizid-Analytik.

Schwermetalle

Hier finden Sie detaillierte Informationen zur Schwermetall-Analytik.

Mykotoxine

Hier finden Sie detaillierte Informationen zu Mykotoxinen.

Biogene Amine

Hier finden Sie nähere Informationen zu Biogenen Aminen in Milchprodukten.

DCD - Dicyandiamid

Hier finden Sie nähere Informationen zu DCD in Milchprodukten.

Dioxine, dioxinähnliche PCB und Ballschmiter-PCB

Dioxine und polychlorierte Biphenyle (PCB) sind als Umweltschadstoffe ubiquitär und reichern sich aufgrund ihrer Fettlöslichkeit insbesondere in stark fetthaltigen Lebensmitteln als sehr schlecht abbaubare Kontaminanten in der Nahrungskette an.

Da zahlreiche toxische Effekte von Dioxinen und PCB nachgewiesen wurden, existieren sowohl in der Schweizerischen als auch in der EU-Gesetzgebung matrixspezifische Höchstgehalte z.B. für Fleisch und Fleischerzeugnisse, Milcherzeugnisse, Säuglingsnahrung, pflanzliche Fette und Öle, etc..

Diese Höchstgehalte sind hierbei als sogenannte Toxizitätsäquivalente (TEQ) festgelegt, d.h. sie berücksichtigen die stark unterschiedliche Toxizität der Einzelverbindungen durch Multiplikation des absoluten Gehalts mit einem Toxizitätsfaktor.

Kohlenwasserstoffe

Bei geringen detektierten Mengen an Kohlenwasserstoffen in Lebensmitteln handelt es sich meist um unbeabsichtigte Kontaminationen, z.B. durch Migration aus der Verpackung oder Druckerfarben aus der Beschriftung. Höhere Konzentrationen deuten auf eine eventuelle Schmieröl-Kontamination bei der Produktion oder auf kontaminierte Rohstoffe wie Fette und Öle hin. Die Analytik bestimmt die Kohlenstoffkettenlänge der detektierten Kohlenwasserstoffe und erlaubt eine zusätzliche Unterscheidung der Kohlenwasserstoffe in MOSH (mineral oil saturated hydrocarbons; gesättigte Kohlenwasserstoffe aus Mineralöl wie z.B. Paraffin), POSH (polyolefin oligomeric saturated hydrocarbons; gesättigte Kohlenwasserstoffe als Oligomere aus Polyolefinen wie z.B. Polypropylen) und MOAH (mineral oil aromatic hydrocarbons; Kohlenwasserstoffe aus Mineralöl, die aus hoch alkylierten aromatischen Ringen bestehen). Diese Angaben sind bzgl. einer Abschätzung der Toxizität im Lebensmittel wichtig.

Grundsätzlich ist eine Minimierung der Kohlenwasserstoffgehalte durch Produktionsoptimierung im Sinne einer guten Herstellungspraxis anzustreben. Besonders Speisefette, Butter und andere stark fetthaltige Produkte nehmen Kohlenwasserstoffe aus der Verpackung schnell auf. Gesetzlich ist aufgrund der komplexen Beurteilung der Giftigkeit der verschiedenen Kohlenwasserstoffe bislang nur für Hartschalenobst ein Toleranzwert von 10 mg/kg (Migration aus Jutesäcken) festgesetzt. Die Problematik ist jedoch sehr aktuell und es sind hier in Zukunft wahrscheinlich gesetzlich vorgegebene Toleranz- und Grenzwerte zu erwarten.

Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs)

PAKs entstehen hauptsächlich bei der Verbrennung von organischen Materialien (wie z.B. auch Fett) unter Sauerstoffmangel. D.h. sämtliche Herstellungs- und Behandlungsprozesse, bei denen Lebensmittel stark erhitzt werden oder mit Verbrennungsgasen bzw. Rauch in Kontakt kommen, können zur Bildung von PAKs führen.

Aber auch andere Kontaminationswege sind möglich. Nüsse werden oft in Jutesäcken transportiert, die mit Erdölprodukten geschmeidig gemacht worden sind. Durch Migration können so sowohl erhöhte PAK-Gehalte als auch Gehalte an aliphatischen Kohlenwasserstoffen im Lebensmittel detektiert werden.

PAKs sind auch als organische Umweltkontaminanten bekannt, die sich im Lebensmittel anreichern können (z.B. vulkanische Böden, verunreinigte Gewässer, etc.).

Es handelt sich bei PAKs um teils krebserzeugende Kontaminanten, die im Idealfall in einem Lebensmittel nicht nachweisbar sind. Ein Toleranzwert von max. 2 µg/kg existiert in der Schweiz für Speiseöle für die Leitsubstanz Benzo(a)pyren. In der EU erfolgt die gesetzliche Regelung über die sogenannten „PAK4“: Die PAK4 sind die Verbindungen Benzo(a)pyren, Benz(a)anthracen, Benzo(b)fluoranthen und Chrysen. Die EU-VO Nr. 835/2011 zur Änderung der EU-VO Nr. 1881/2006 gilt ab September 2012 und enthält Höchstgehalte für diverse Lebensmittelgruppen (Speisefette und –öle, geräucherte Fleischerzeugnisse, Säuglingsnahrung, etc.). Die gesetzliche Regelung erfolgt als sogenannte „lower bound concentration“, d.h. Resultate der vier oben genannten Einzelsubstanzen unterhalb der BG werden als „Null“ gewertet. Die Anforderung an die BG der vier Einzelsubstanzen beträgt laut EU-VO Nr. 836/2011 0,9 µg/kg. Analytisch ist eine Untersuchung der PAK4 im Rahmen einer Multimethode möglich, die insgesamt 12 Substanzen ausweist.

Acrylamid

Acrylamid ist ein Fremdstoff, der bei stärkehaltigen, stark erhitzten Lebensmitteln wie z.B. Pommes Frites gefunden werden kann
Acrylamid ist ein Fremdstoff, der bei stärkehaltigen, stark erhitzten Lebensmitteln wie z.B. Pommes Frites gefunden werden kann

Acrylamid ist ein Reaktionsprodukt, das beim Erhitzen von Lebensmitteln auftritt, die sowohl reduzierende Zucker wie Fructose und Glucose als auch die Aminosäure Asparagin beinhalten. Da Acrylamid eine kanzerogene Substanz ist, gilt das Minimierungsprinzip.

Zur Beurteilung der guten Herstellungspraxis existieren produktspezifische Signalwerte z.B. für diverse Getreideprodukte wie Knäckebrot und Frühstückscerealien, für Kartoffelprodukte wie Kartoffelchips und zubereitete Pommes frites und für Kaffeeprodukte wie löslicher Kaffee und gerösteter Kaffee.

3-Monochlorpropandiol (3-MCPD), 3-MCPD-Ester und Glycidolester

3-MCPD entsteht, wenn fett- und salzhaltige Lebensmittel im Herstellungsprozess mit hohen Temperaturen behandelt werden (z.B. Würzsaucen und hoch erhitzte Backwaren). 3-MCPD führt im Tierversuch zu einer Zunahme der Zellzahl (Hyperplasie) in den Nierentubuli und löst in höheren Mengen gutartige Tumore aus. Für flüssige Würzsaucen besteht in der FIV ein Toleranzwert von 0,2 mg/kg.

3-MCPD-Ester sind Verbindungen aus 3-MCPD und verschiedenen Fettsäuren, die bei hohen Temperaturen unter Wasserabspaltung durch eine Reaktion von Fetten und Chlorid-Ionen gebildet werden. Glycidolester entstehen auch in Abwesenheit von Chlorid-Ionen. Beide Verbindungen treten in allen raffinierten Pflanzenölen und –fetten sowie daraus hergestellten Lebensmitteln wie Säuglingsnahrung oder Margarine auf. Sie können im menschlichen Organismus 3-MCPD freisetzen, sodass eine Minimierung durch Produktionsoptimierung anzustreben ist.

Antibiotika

Antibiotika können in der Tierhaltung verwendet werden, um Infektionen zu behandeln oder die Infektionsgefahr der Nutztiere gering zu halten. Beim Obstbau werden sie zur Bekämpfung des Feuerbrandes eingesetzt. Durch den intensiven Einsatz von Antibiotika können Bakterien Resistenzen entwickeln. Daher sollten Antibiotika-Rückstände in Lebensmitteln nicht nachweisbar sein.

Radionuklide

Radionuklide kommen sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Lebensmitteln vor, wobei zwischen natürlicher Radioaktivität wie z.B. Kalium-40 und künstlicher Radioaktivität wie z.B. Cäsium-137 unterschieden wird. Die Höhe der Radionuklidkonzentrationen in Lebensmitteln hängt u.a. von der Radioaktivität der genutzten Quellmedien (Böden, Wasser) und anderen Gegebenheiten am Standort der Pflanzen- oder der Tierproduktion ab. In der Gesetzgebung existieren für die verschiedenen Radionuklide in Abhängigkeit vom vorliegenden Lebensmittel Toleranz- und Grenzwerte. Erhöhte Werte kommen mitunter in Waldpilzen und Wildbret vor.

Leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW’s)

Produktionsanlagen von Lebensmitteln werden häufig mit Aktivchlor desinfiziert. Rückstände von Aktivchlor durch z.B. ungenügende Spülvorgänge nach der Desinfektion können zur Verschleppung ins Lebensmittel führen.  Dort können die Aktivchlor-Rückstände mit dem Produkt flüchtige Halogenkohlenwasserstoffen wie z.B. Chloroform bilden. Da einige dieser Verbindungen kanzerogen sind und auch Organschäden an Leber und Niere hervorrufen können, gibt es in der FIV einen Toleranzwert, der für alle Lebensmittel gültig ist.

Lösungsmittelrückstände

Bestimmung von Lösungsmittelrückständen am Gaschromatographen
Acrylamid ist ein Fremdstoff, der bei stärkehaltigen, stark erhitzten Lebensmitteln wie z.B. Pommes Frites gefunden werden kann

Lösungsmittel wie Hexan-Isomere, Propanol oder Butanol werden mitunter zur Extraktion und Gewinnung von Speiseölen aus Getreide sowie von natürlichen Aromastoffen eingesetzt.  Über diese Zutaten können Lösungsmittelrückstände ins Lebensmittel gelangen. Aufgrund der toxischen Eigenschaften von Lösungsmitteln gelten in der Gesetzgebung spezifische Toleranzwerte, die vom nachgewiesenen Lösungsmittel sowie der vorliegenden Lebensmittelmatrix abhängen.

Nitrat/Nitrit

Oft werden Produktionsanlagen mit Salpetersäure gereinigt. Falls die Spülvorgänge nach der Reinigung nicht ausreichend waren, machen sich Rückstände der Salpetersäure durch einen erhöhten Nitratgehalt im Lebensmittel bemerkbar. Nitrat kann durch Bakterien in Nitrit abgebaut werden, gegen das insbesondere Säuglinge sehr empfindlich sind und das zu Methämoglobinämie führen kann. Auch Trinkwasser in stark landwirtschaftlicher Umgebung können erhöhte Nitrat und Nitritwerte aufweisen sowie Gemüse (z.B. Spinat, Nüsslisalat, Fenchel, etc.).

Nitrosamine

Nitrosamine sind sehr starke kanzerogene Verbindungen, die in Lebensmitteln durch die Reaktion von nitrosierenden Stoffen wie Nitrit mit den in vielen Lebensmitteln vorkommenden Aminen entstehen können. Insbesondere Biere, Malzkaffee und gepökelte Fleischwaren aber auch kosmetische Mittel können Nitrosamine aufweisen, die durch technische Veränderungen während der Produktion beseitigt werden müssen.

Quaternäre Ammoniumverbindungen

Hier finden Sie nähere Informationen zu Quarternären Ammoniumverbindungen in Milchprodukte.

POPs (persistent organic pollutants)

In der Stockholmer Konvention 2004 wurde die Verwendung von Stoffen mit persistenten, bioakkumulativen und ubiquitären Eigenschaften verboten oder eingeschränkt. Die ursprünglich 12 Substanzen („dreckiges Dutzend“) wurde zwischenzeitlich um weitere Substanzen erweitert. Hierzu zählen u.a. die Substanzklassen der PFCs (perfluorierte Chemikalien) und PBDEs (polybromierte Diphenylether).

PFCs werden als Hilfchemikalien in zahlreichen Verbraucherprodukten wie Kleidung, Papier, etc. verwendet. PBDEs finden als Flammschutzmittel in Kunststoffen und elektronischen Geräten Verwendung. Aufgrund der hohen Giftigkeit einzelner POPs sollte die Abwesenheit dieser Substanzen regelmässig in Lebens- und Futtermitteln vor allem bei tierischen Produkten wie Fisch-, Milch- und Fleischerzeugnissen kontrolliert werden.

Organozinnverbindungen

Organozinnverbindungen werden als Wärme- und Lichtstabilisatoren bei der Herstellung von Polyvinylchlorid (PVC) verwendet. Einzelne Verbindungen sind auch für Kunststoffe mit Lebensmittelkontakt zugelassen und können dadurch ins Lebensmittel migrieren. Es existieren hierzu Migrationsgrenzwerte für Lebensmittelverpackungen. Die Verwendung von Triorganozinnverbindungen als Antifoulingfarbe für Schiffsanstriche ist hingegen inzwischen verboten. Die Analyse von Organozinnvebrindungen erfolgt mittels einer Multimethode, hauptsächlich für Fischerzeugnisse und entsprechend verpackte Lebensmittel.

Botulinustoxin

Botulinustoxin ist ein Bakteriengift, das von Clostridium botulinum gebildet wird. Es handelt sich hierbei um das stärkste Gift, das für den Menschen bekannt ist. Daher darf es gemäss FIV mit der empfindlichsten Nachweismethode in keinem Lebensmittel detektierbar sein. Da Clostridium botulinum ein anaerobes Bakterium ist, sind in erster Linie Lebensmittel gefährdet, die unter anaeroben Bedingungen gelagert sind und deren Milieu nur schwach sauer oder neutral ist (z.B. nicht gepökelte Fleisch- und Fischkonserven, Mayonnaise, Frucht- und Gemüsekonserven).

Mutterkornalkaloide (Ergotalkaloide)

Mykotoxine (hier Mutterkorn) zählen ebenfalls zu den Fremdstoffen
Mykotoxine (hier Mutterkorn) zählen ebenfalls zu den Fremdstoffen

Mutterkornalkaloide sind Gifte des Mutterkornpilzes Claviceps purpurea, der als Parasit auf Futter- und Süssgrässern sowie auf Getreide (besonders auf Roggen) vorkommen kann. Ergotalkaloide sind sehr starke Gifte.  In Abhängigkeit von der aufgenommenen Dosis können diese sowohl beim Menschen als auch beim Tiere zu starken Muskelkrämpfen oder brennenden Schmerzen der Gliedmassen führen, die später gefühllos werden und absterben können (Antoniusfeuer).  Sehr hohe Dosen können bis hin zum Tod führen. Weitere Informationen finden Sie bei den Mykotoxinen.

Fremdkörperidentifizierung

Immer wieder gelangen unbekannte Fremdkörper in den Produktionsprozess von Lebensmitteln und werden dort durch produktionstechnische Massnahmen vom Lebensmittel abgetrennt. Um die Ursache dieser Kontamination herauszufinden und zukünftig vorzubeugen, ist eine Fremdkörperidentifizierung sinnvoll. Analytisch ist dies durch eine Kombination von diversen Methoden wie Röntgenfluoreszenzanalyse, Mikroskopie, ICP-MS und Infrarotspektroskopie oft möglich.

Gründe, die für ein Outsourcing sprechen:

  • Einfacher Zugang zu Know-How und Expertenwissen
  • Volle Kostenkontrolle: Keine Folgekosten durch Geräte, Qualifizierungen oder Schulungen
  • Ressourcenschonung und die Möglichkeit sich mit den vorhandenen Kapazitäten auf die Kernaufgaben zu fokussieren
  • Allfällige Engpässe (Geräte, Personal) können bewältigt werden
  • Ergebnisse durch unabhängiges, akkreditiertes Auftragslabor

Unsere Dienstleistungen im Einzelnen:

Probenvorbereitung für die Bestimmung von Pestiziden
Probenvorbereitung für die Bestimmung von Pestiziden

ansprechpartner

verkauf lebensmittel

Dominique Weiss Lebensmittelingenieurin

Tel. +41 58 434 42 00 Fax +41 58 434 42 01 service@ufag-laboratorien.ch

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