Pestizid-Analytik: Probenvorbereitung

Pestizide

Pestizidanalytik – Ein wichtiger Baustein in der Qualitätssicherung von Lebensmitteln

Bei Pestiziden handelt es sich um Pflanzenschutzmittel und Schädlingsbekämpfungsmittel. Sie werden im landwirtschaftlichen Anbau oder nach der Ernte u.a. als Insektizid, Herbizid oder Fungizid eingesetzt, um die Pflanze und das Erntegut vor Schädlingen, Unkräuter bzw. Pilzbefall und allgemein vor Verderb zu schützen.

In der Schweiz werden die Höchstgehalte der Pestizide durch die Verordnung des EDI über Fremd- und Inhaltsstoffe in Lebensmitteln (FIV) geregelt. Je nach Produktkategorie und Pestizid existieren spezielle Grenzwerte für die Schweiz – oder es wird auf die Europäische Verordnung Nr. 396/2005 verwiesen, deren Höchstgehalte gemäss FIV für die Schweiz als Toleranzwerte zu interpretieren sind.

Pestizide dürfen in und auf Lebensmitteln gemäss Schweizer Gesetzgebung nur in gesundheitlich unbedenklichen und technisch unvermeidbaren Mengen vorhanden sein. Um die Sicherheit Ihrer Lebensmittel zu gewährleisten, müssen die produktspezifischen gesetzlichen Bestimmungen eingehalten werden. Expertise und eine kompetente Beratung sind dabei unabdingbar.

Suchen Sie ein akkreditiertes Auftragslabor in der Schweiz für die Überprüfung der Sicherheit Ihrer Produkte? Sie wollen wissen, ob Ihre Produkte bezüglich Pestizidrückständen verkehrsfähig sind?

Mittels modernster GC/MS-MS und LC/MS-MS-Technik analysieren wir Ihre Produkte auf über 400 verschiedene Pflanzenschutzmittel – schnell, kompetent und zuverlässig. Eine Untersuchung auf spezielle einzelne Pflanzenschutzmittel ist ebenfalls möglich.

Können wir Ihnen weiterhelfen?
Wir beraten Sie gerne!

Ihr Ansprechpartner
AUFTRAGSMANAGEMENT ANALYTIK LEBENSMITTEL & FUTTERMITTEL


Susanne Täuber
Diplomchemikerin

Kontakt aufnehmen

Was wird unter Pestiziden verstanden?

Derzeit zählt man etwa 1400 chemische Wirkstoffe zur Gruppe der Pestizide. Sie können entweder nach ihrem Verwendungszweck oder ihrer chemischen Klassifizierung eingeteilt werden.

Chemisch wird zwischen polaren und apolaren Substanzen unterschieden. Ihre Struktur hat direkten Einfluss auf ihre Abbauzeit (respektive Verweildauer) in der Umwelt und somit auch auf mögliche Anreicherungswege und -intensität in der Nahrungskette. Für die Lebensmittelindustrie spielen im Besonderen Organochlor-Pestizide, Organophosphor-Pestizide, synthetische Pyrethroide, stickstoffhaltige Pestizide, Phenylharnstoffe, Carbamate und diverse Einzelstoffe eine übergeordnete Rolle.

In der Praxis spricht man dabei überwiegend von Herbiziden, Insektiziden, Fungiziden, Akariziden, Wachstrumsregulatoren, Vorratsschutzmitteln, Synergisten und Saatbeizmitteln.

Die Verwendung von Pestiziden kann die Ernte vor Frassschädlingen schützen
Die Verwendung von Pestiziden kann die Ernte vor Frassschädlingen schützen

Weshalb werden Pestizide eingesetzt?

Pestizide kommen vorwiegend als Pflanzenschutzmittel und Schädlingsbekämpfungsmittel zum Einsatz. Der nachhaltige Pflanzenschutz steht dabei im Vordergrund. Die Vermeidung von Ertragsverlusten in der landwirtschaftlichen Produktion durch diverse Schädlinge, Mikroorganismen und Unkräuter ist eine angewandte Naturwissenschaft und trägt zur Gewährleistung der Lebensmittelversorgung bei. Gleichzeitig werden durch den Einsatz von pflanzenschützenden Wirkstoffen auch weiterführende Gesundheitsrisiken verringert wie beispielsweise die Kontamination von Nahrungsmitteln mit Mykotoxinen.

 

Problematik von Pestizid-Rückständen in der Nahrungskette

Pestizide weisen im Allgemeinen eine bestimmte akute und chronische Toxizität auf. Teilweise werden sie vom menschlichen Organismus angereichert und können dadurch gesundheitliche Schäden verursachen. In der Lebensmittelindustrie wird das Minimalprinzip angestrebt: „So viel wie nötig, aber so wenig wie möglich.“. 
Es wird eine Minimierung der Rückstände gefordert um gesundheitliche Risiken zu reduzieren.

Dieser Grundsatz ist in der Praxis relativ schwierig umzusetzen. Da einzelne Pestizide eine hohe Selektivität aufweisen, müssen für eine Vielzahl von Produktgruppen so genannte „Wirkstoff-Cocktails“ eingesetzt werden, um die Produkte allumfassend gegen verschiedene Arten von Befall zu schützen, welche gleichzeitig auftreten können.

Für die Verbraucher ergibt sich erst dann ein Problem, wenn zu hohe Mengen eines Wirkstoffes, oder gewisse Gehalte zu vieler unterschiedlicher Wirkstoffe, in den zum Verzehr bestimmten Produktteilen verbleiben. Dies ist dann der Fall, wenn der Wirkstoff nicht schnell genug von der Pflanze abgebaut werden kann oder während dem Reinigungsprozess der Rohprodukte nicht genügend, abgetragen wird.

Die Lebensmittelindustrie ist sich dessen bewusst und so wurden vor allem im Detailhandel in Zusammenarbeit mit den Produzenten und Produktherstellern schärfere interne Standards eingeführt, um die Verbraucher zu schützen. Die UFAG LABORATORIEN fungieren bei den Bemühungen der Industrie als unterstützende Kraft und können als kompetenter Partner zur Seite stehen. Die hervorragende Expertise zeigt sich nicht nur in der Verwendung von wissenschaftlich und technisch aktuellen Methoden und Geräten, sondern auch in der zuverlässigen und kompetenten Beurteilung von Analysenresultaten nach den aktuell vorliegenden gesetzlichen Regelungen und fachlichem Knowhow.

Eine Minimierung der Pestizid-Rückstände wird angestrebt, dennoch müssen oft "Wirkstoff-Cocktails" eingesetzt werden um Produkte allumfassend zu schützen
Eine Minimierung der Pestizid-Rückstände wird angestrebt, dennoch müssen oft "Wirkstoff-Cocktails" eingesetzt werden um Produkte allumfassend zu schützen

Lebensmittelsicherheit: gesetzliche Regelungen

Eine Verunreinigung oder Minderwertigkeit eines Produktes liegt vor, wenn der Toleranzwert des Lebensmittels überschritten wird. Wird hingegen ein Grenzwert überschritten, gilt das Lebensmittel als ungeeignet für den menschlichen Verzehr und somit als nicht verkehrsfähig.

Dies regelt die Verordnung des EDI über Fremd- und Inhaltsstoffe in Lebensmitteln (FIV), in welcher auch die jeweiligen Toleranz- und Grenzwerte zu unterschiedlichen Lebensmitteln zur Beurteilung der Produkte zu finden sind. Oft wird dabei auf die Europäische Verordnung Nr. 396/2005 verwiesen, deren Höchstgehalte in der Schweiz als Toleranzwerte zu bewerten sind. Grundsätzlich werden bei der Beurteilung von Pestiziden die Einzelstoffe produktspezifisch bewertet.

Die Grundlage für gesetzliche Toleranz- und Grenzwerte bilden wissenschaftliche Risikoabschätzungen, die auf international harmonisierten Konzepten basieren. Aus Resultaten von aufwendigen Tierstudien können toxikologische Risiken abgeschätzt und diese in einen so genannten ADI (acceptable daily intake) Wert bzw. eine ARfD (acute reference dose) übersetzt werden. Der ADI gibt Auskunft über die Konzentration, welche bei lebenslänglicher Aufnahme als unbedenklich angesehen wird. Die ARfD hingegen legt fest, welche Konzentration zu keinem Zeitpunkt überschritten werden darf.

 

Indirekte Eintragsquellen

Mitunter stellt sich dem Produzenten oder Inverkehrbringer die Frage, wie spezifische Pestizide in sein Produkt gelangen konnten, ob diese in seinem Prozess nicht zum Einsatz kommen.

Folgende indirekte Eintragsquellen könnten hierbei in Frage kommen.

  • über Futtermittel eingetragene Pestizide in tierischen Produkten
  • Quarternäre Ammoniumverbindungen (QAVs) als Verschleppung von Disinfektionsmitteln zur Anlagenreinigung auf Frischobst und –gemüse. Sowie bei Milchprodukten ist auch ein Eintrag direkt über die Milch möglich (z.B. Zitzendesinfektion)
  • Glyphosat, welches sich im Boden anreichert und von von unterschiedlichen Pflanzen während des Wachstums aufgenommen wird
  • Perchlorat aus organischen Düngern
  • Kreuzkontaminationen aus Pestizideinsätzen auf angrenzenden Feldern
  • Kreuzkontaminationen während des Transportes
Kreuzkontaminationen durch Pestizide ist möglich, wenn durch Pestizideinsätzen auf angrenzenden Feldern eine Übertragung erfolgt
Kreuzkontaminationen durch Pestizide ist möglich, wenn durch Pestizideinsätzen auf angrenzenden Feldern eine Übertragung erfolgt

Welche Herausforderungen stellen sich an die Pestizidanalytik?

Durch die Globalisierung des Lebensmittelmarktes steht die Kontrolle von Lebensmitteln auf Pestizidrückstände und deren Abbauprodukte vor besonderen Herausforderungen. Dies kann Produkte betreffen, die aus NICHT-EU-Ländern importiert werden, da in den jeweiligen Ursprungsländern teils unterschiedliche gesetzliche Bestimmungen existieren.

Es ist denkbar, dass Pestizide Verwendung finden, die in der Schweiz bzw. der EU nicht zugelassen sind – oder auch Grenzwertüberschreitungen von zugelassenen Pestiziden vorliegen. Im Speziellen betrifft dies häufig Agrumen, Exoten und Gemüseprodukte. 
Um ein höchstmögliches Mass an Produktsicherheit zu gewährleisten, wird mittels Multimethoden auf die in der FIV und der EU-Verordnung genannten Pestizide untersucht.

 

Analyse-Methoden

Ständig wird die Liste der bekannten Pestizide um weitere Substanzen ergänzt. Um die Sicherheit eines Lebensmittels zu gewährleisten, ist also ein breites Analysenspektrum wichtig. Relevante Pestizide müssen durch ein geeignetes Methodenspektrum abgedeckt sein und für neue Substanzen regelmässig erweitert werden.

 

Multimethoden

Eine Vielzahl der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel kann mit sogenannten Multimethoden untersucht werden. Je nach Probenmatrix kommen unterschiedliche Aufarbeitungsmethoden zum Einsatz: Z.B. QuEChERS-Methode bei Lebensmitteln, die wenig Fett beinhalten (<10 %) oder DFG S19 bei fettreicheren Lebensmitteln oder Rohstoffen.

Anschliesend wird mittels GC-MS/MS und LC-MS/MS-Methode analysiert.

Probenvorbereitung für die Pestizidanalytik
Probenvorbereitung für die Pestizidanalytik

Einzelmethoden

Für wenige, vor allem hochpolare Verbindungen sind Einzelmethoden notwendig. Sie benötigen besondere analytische Bedingungen und können nicht innerhalb der Multimethode gemessen werden. Grund hierfür liegt zum einen in der Extraktionsmethode, die nicht Multimethoden-kompatibel ist, oder in der Detektion (z.B. längere Messzeit oder andere chromatographische Bedingungen).

 

Kontrollparameter, die mit Einzelmethoden erfasst werden

Verbindung

Verwendung

Lebensmittel

Bromid

Insektizid

Salat, Tomaten, Paprika, Getreide

Methylbromid

Vorratsschutzmittel

Getreide

Phosphorwasserstoff (Phosphin)

Vorratsschutzmittel

Getreide

Chlormequat/Mepiquat

Wachstumsregulator

Getreide, Tomaten, Karotten, Wein

Dithiocarbamate

Fungizid

Obst, Gemüse, Getreide

Ethephon

Wachstumsregulator

Äpfel, Getreide, Zitrusfrüchte

DDAC, BAC

Quartäre Ammoniumverbindungen (Tenside / Desinfektionsmittel)

Bananen, Mangos, Zitrusfrüchte

Glyphosat

Herbizid

Getreide

Fenbutatinoxid

Akarizid

Äpfel, Tomaten, Getreide, Zitrusfrüchte

Beispiele aus der EU-Verordnung NR. 788/2012

Matrixspezifische Anforderungen an die Pestizidanalytik: z.B. in Säuglingsnahrung

In der Schweizer Fremd- und Inhaltsstoffverordnung (FIV) sowie im europäischen Pendant, der Commission Directive 2003/13/EC, wurden zum Schutz der Säuglinge und Kleinkinder sehr niedrige Toleranz- und Grenzwerte für Pestizide im Bereich von 0.003 - 0.010 mg/kg erlassen. Die Einhaltung und Überwachung dieser Limite in Rohstoffen und Endprodukten gestaltet sich dementsprechend schwierig. Auch hier kann nur durch den Einsatz von modernsten Analysenmethoden die nötige Nachweisempfindlichkeit und Sicherheit der Ergebnisse erreicht werden. Geeignete LC-MS/MS und GC-MS/MS Systeme garantieren einen selektiven Substanznachweis und seine Quantifizierung. Auch die Pestizidanalytik in Bioprodukten hat spezifische Anforderungen an die Bestimmungsgrenzen der untersuchten Parameter. Weitere Produkte und Lebensmittel erfordern ebenfalls unterschiedliche Analysenmethoden (z.B. Fette und Öle). Bei Frage können Sie uns gerne kontaktieren.

 

Für verlässliche Prüfergebnisse: Hinweise zum Probenzug

Um zuverlässige Prüfergebnisse zu erhalten, ist mehr als nur eine fachgerechte Durchführung der Analytik notwendig. Grosse Bedeutung kommt auch einer geeigneten Probenahme zu. Dabei gibt es für viele Erzeugnisse Vorschriften, wie ein repräsentativer Probenzug zu erfolgen hat.

Vermieden werden sollen u.a. die selektive Entnahme aus einem einzigen Karton oder einer einzelnen Stelle – wenn z.B. eine ganze Schiffsladung oder ein Feld auf ihre Qualität geprüft wird.

Eine repräsentative und ausreichende Probenmenge ist Voraussetzung für ein aussagekräftiges Ergebnis. Hierbei ist zu beachten, dass einzelne Bestandteile separat voneinander zu analysieren sind. Wird beispielsweise eine Gemüsemischung im Handel angeboten, so müssen die einzelnen Gemüse auf Ihre Verkehrsfähigkeit respektive ihren Pestizidgehalt untersucht werden. Somit muss für jede einzelne Ware eine ausreichende Probenmenge (i.d.R. ca. 1 kg) vorliegen.

Proben zur Pestizid-Bestimmung aus verschiedenem Gemüse und Früchten
Proben zur Pestizid-Bestimmung aus verschiedenem Gemüse und Früchten

Wer sollte Prüfungen durchführen lassen?

Landwirtschaftliche Betriebe und Lebensmittel-Produzenten lassen auf Pestizide prüfen:

Durch eine Prüfung der produzierten Lebensmittel wird für den Konsumenten oder den Zwischenhändler nachgewiesen, dass die gesetzlichen Bestimmungen eingehalten wurden.

Prüfung auf Pestizide durch Zwischenhändler, Zulieferer und Lebensmittelhandel: 
Durch eine Prüfung wird dokumentiert, dass die Produkte in gleichbleibend hoher Qualität in den Verkehr gebracht, sowie gesetzliche Bestimmungen eingehalten werden. 

 

Unsere Dienstleistungen im Einzelnen:

  • Beratung zur Bestimmung von Pestiziden
  • Prüfung auf polare und apolare Pestizide mittels QuEChERS Multimethode
  • Prüfung auf Keimhemmungsmittel
  • Prüfung auf Wachstumsregulatoren
  • Prüfung auf einzelne Pestizide bei Verdacht
  • Weitere Dienstleistungen laut Leistungsverzeichnis oder auf Anfrage
Bestimmung von Pestiziden mittels GC
Bestimmung von Pestiziden mittels GC

Infrastruktur und Methoden

Alle instrumentellen Ressourcen im Überlick. Große Auswahl an Geräten und Technik von UFAG Laboratorien

MEHR ERFAHREN

Virtueller Rundgang

Werfen Sie einen Blick auf unser Labor und unseren Sprühtürm!

MEHR ERFAHREN

Haben Sie noch Fragen zur Prüfung Ihrer Produkte?

Wir beraten Sie gerne!