Authentizitätsprüfung in der amtlichen Lebensmittelüberwachung. - Möglichkeiten und Herausforderungen -

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1 BUNDESINSTITUT FÜR RISIKBEWERTUNG Authentizitätsprüfung in der amtlichen Lebensmittelüberwachung - Möglichkeiten und Herausforderungen - Susanne Esslinger

2 Inhalt Einleitung / Begriffsdefinitionen Authentifizierung von Lebens- und Futtermitteln analytische Ansätze Ansätze in der Forschung / Food Fingerprinting Anwendungsmöglichkeiten Herausforderungen / aktuelle Problemstellungen Zusammenfassung und Ausblick Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 2

3 Lebensmittelbetrug ein Überblick Motivation Lebensmittelsicherheit Lebensmittelverfälschung I Produktschutz Schaden: Öffentliche Gesundheit, ökonomisch oder Terror Lebensmittelqualität Lebensmittelverfälschung II Nutzen: Ökonomisch Ungewollt Absichtlich Aktion In Anlehnung an Journal of Food Science, 76(9), (2011) Spink, J. and Moyer, D.C. Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 3

4 Authentizitätsprüfung aus Sicht des BfR - Ein Baustein des vorbeugenden Verbraucherschutzes Authentizität Geografische Herkunft Zusammensetzung Kennzeichnung Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 4

5 Authentizitätsprüfung von Lebens- und Futtermitteln Authentifizierung: Bestätigung der Erfüllung sämtlicher Anforderungen hinsichtlich der Verkehrsbezeichnung oder der Nachweis von falschen Angaben in Bezug auf: (i) Zusatz fremdartiger, ggf. gesundheitlich bedenklicher Stoffe (exogenes Material) (ii) Zusatz eines Inhaltstoffes (identisch aber billiger bzw. in der Qualität gemindert), (iii) Herkunft (geografisch, Spezies oder Produktionsweise) Esslinger, S., Riedl, J., Fauhl-Hassek, C., Food Research International, 60, (2014) Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 5

6 Authentifizierung von Lebens- und Futtermitteln analytische Ansätze 1. Exogene Markerverbindungen 2. Authentischer Bereich bestimmter Parameter (natürliche Inhaltsstoffe) 3. Neue Ansätze, z. B. Food Profiling Food Fingerprinting P = 0,95 a = 0,025 a = 0,025 ± Student Factor x s Gerichtsfestigkeit Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 6

7 Authentifizierung von Lebens- und Futtermitteln analytische Ansätze 1. Exogene Markerverbindungen zielgerichtete Analyse einzelner Verbindungen/Verbindungsklassen selektive Probenpräparation univariate Datenauswertung validierte Analysenverfahren wissenschafltich anerkannt u. U. zeitintensive Analytik nur gesuchte Verbindungen werden gefunden Probenpräparation (selektiv) Instrumentelle Analyse bestimmter Verbindungen Univariate Datenanalyse Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 7

8 Authentifizierung von Lebens- und Futtermitteln analytische Ansätze 2. Authentischer Bereich bestimmter Parameter (natürliche Inhaltsstoffe) zielgerichtete Analyse einzelner Verbindungen/Verbindungsklassen selektive Probenpräparation univariate Datenauswertung validierte Analysenverfahren wissenschaftlich anerkannt Interpretation der Analysenergebnisse Probenpräparation (selektiv) Instrumentelle Analyse bestimmter Verbindungen Univariate Datenanalyse Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 8

9 Authentifizierung von Lebens- und Futtermitteln analytische Ansätze 3. Neue Ansätze Food Profiling zielgerichtete Analyse einer Gruppe von Verbindungen oder nicht-zielgerichtete Analyse und anschl. Identifizierung der Verbindungen qualitativ und/oder quantitativ multivariate Datenanalyse hohe Spezifität, hohe Sensitivität Notwendigkeit einer Referenzdatenbank zur Authentifizierung und Identifizierung Probenpräparation (un)selektiv Instrumentelle Analyse bestimmter Verbindungen Datenmatrix Multivariate Datenanalyse Matrix Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 9

10 Authentifizierung von Lebens- und Futtermitteln analytische Ansätze 4. Neue Ansätze Food Fingerprinting unselektive Probenpräparation nicht-zielgerichtete Analyse unter Erstellung eines Fingerabdrucks qualitativ und/oder semi-quantitativ multivariate Datenanalyse High-throughput Ansatz Notwendigkeit einer Referenzdatenbank zur Authentifizierung Probenpräparation (unselektiv) Nicht-zielgerichtete instrumentelle Analyse Datenmatrix Multivariate Datenanalyse Markerverbindungen Matrix Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 10

11 Food Fingerprinting - Anwendungsmöglichkeiten Probenpräparation Ziel: Identifizierung auffälliger Proben Anwendungspotential: umfassende Charakterisierung Differenzierung der Matrices hinsichtlich diverser Fragestellungen: botanische Herkunft geografische Herkunft Verfälschungen Untersuchung unbekannter Zusätze NMR FT-IR 2D-Daten Datenbank LC-MS 3D-Daten Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 11

12 Food Fingerprinting Beispiele aus der Forschung Verfälschungen Sicherung der Gewürz- und Kräuterwarenketten Europas gegen absichtliche, unabsichtliche und natürliche biologische und chemische Kontaminationen EU-Projekt SPICED ( kommerzielle Proben; versch. Hersteller kommerzielle Proben; ein Hersteller 5% Rote Bete 10% Rote Bete 20% Rote Bete Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 12

13 PC-2 (45%) Food Fingerprinting Beispiele aus der Forschung Speziesdifferenzierung Entwicklung einer Strategie zur Gewährleistung der Qualität und Sicherheit von Futtermitteln EU-Projekt QSAFFE ( Nachweis der Herkunft von Futtermittelbestandteilen (DDGS) 0,4 0,3 Weizen Mais Mischung Reis Referenz Gerste Sonnenblumenöl 0,2 0,1 0-0,1-0,2-0,3-0,4-0,3-0,2-0,1 0 0,1 0,2 0,3 PC-1 (53%) Nietner et al. 2013, J. Agric. Food Chem., 61 (30), Nietner et al. 2014, Food Res. Int., 60, Nietner et al. 2015, J. Agric. Food Chem., 63 (2), Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 13

14 Food Fingerprinting Beispiele aus der Forschung Rebsortenunterscheidung Probenahme Abundance x Zeit (min) Analyse flüchtiger Verbindungen mittels LC-/GC-MS Müller-Thurgau 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 1,0 0,8 0,6 0,0 0,0 0,20,40,4 0,6 0,81,0 0,2 Silvaner 1,0 0,8 Riesling 0,6 0,0 1,0 0,0 0,2 0,4 0,4 0,6 0,8 1,0 0,8 0,2 0,6 0,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,4 0,8 1,0 0,0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Überprüfung des Modells 0,2 Pinot Chemometrie Springer et al. 2014, J. Agric. Food Chem., 62 (28), Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 14

15 Neue Ansätze Herausforderungen / aktuelle Problemstellungen Analytische Voraussetzungen für die Anwendung in der amtlichen Überwachung Konsistenz der Daten gegenüber zeitlichen Variationen Validierung / Qualitätssicherung der analytischen Verfahren Status-quo vieler wissenschaftl. Studien Protokolle für standardisierte Messungen etablierte Datenanalyse Konsistenz der Daten gegenüber instrumentellen Variationen Konsistenz der Daten gegenüber räumlichen Variationen Verfälschung von Gewürzen BfR-Aktivitäten Identifizierung von Rebsorten Speiseöl - Verfälschung Esslinger, S., Riedl, J., Fauhl-Hassek, C., Food Res. Int, 60, (2014) Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 15 Standardisierung Futtermittel Geografische Herkunft

16 Zusammenfassung 1 Globalisierung auch beim Betrug, Vorhersage unmöglich gesundheitliche Risiken werden in Kauf genommen verschiedene analytische Ansätze zur Authentifizierung zielgerichtete Analyse exogener Markerverbindungen wissenschaftlich akzeptiert und gerichtsfest nicht-zielgerichtete Analyse ermöglicht die Identifizierung neuer Markerverbindungen Authentifizierung mit Referenzdaten Anerkennung von Authentizitätsbereichen Trend zu multivariaten Auswertungen häufig Machbarkeitsstudien, mit begrenztem Umfang noch nicht vollständig gerichtsfest Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 16

17 Zusammenfassung 2 Aktivitäten in der Wissenschaft: Detektion von unbekannten Zusätzen nicht-zielgerichtete Analytik Melamin (2008) Aktivitäten im Management-Bereich: Food Fraud Net Authentizitätsprüfung in V (EG) Nr. 882/2004 EU-RCs im Bereich Authentizität? Forschung: FoodIntegrity Pferdefleisch (2013) foodintegrity.eu Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 17

18 Ausblick nicht-zielgerichtete Verfahren (unter Verwendung von z. B. NMR, MS, FTIR) werden zukünftig an Bedeutung gewinnen Kombination mit zielgerichteter Anwendung Übertragung von Verfahren / Ansätzen aus Forschung in die Routineanalytik/ amtliche Überwachung wissenschaftliche Akzeptanz durch weiterführende Bemühungen im Bereich Standardisierung (von Referenzdaten und Datenauswertung) Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 18

19 BUNDESINSTITUT FÜR RISIKBEWERTUNG Danke für Ihre Aufmerksamkeit Susanne Esslinger Bundesinstitut für Risikobewertung Max-Dohrn-Str Berlin Tel Fax

20 Stichwort Rückverfolgbarkeit Verordnung Nr. (EWG) 178/2002 Artikel 3 Abs. 15 Rückverfolgbarkeit ist die Möglichkeit, ein Lebensmittel oder einen Stoff, der dazu bestimmt ist oder von dem erwartet werden kann, dass er in einem Lebensmittel.. verarbeitet wird, durch alle Produktions-, Verarbeitungs- und Vertriebsstufen zu verfolgen; Nutztier Futtermittelproduktion Lebensmittelproduktion Verbraucher Kennzeichnung Dokumentation Datenbanken Systeme/Ansätze zur Rückverfolgbarkeit Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 20

21 Beispiel zum Nachweis exogener Markerverbindungen Glycerin 4,8-14 g/l Wasser Säure Ethanol Nebenprodukte im technischen Glycerin (Vorkommen als exogene Substanzen in Wein) Cycl. Diglyceride (Dioxan, Dioxepan) H H 3-Methoxy-propandiol H H CH 3 H H H H H H H H H H H H H H Fauhl C, Wittkowski R, Lofthouse J, Hird S, Brereton P, Versini G, Lees M, Guillou C (2004), Journal of AAC International 87: Susanne Esslinger, Fortbildung des ÖGD, April 2016 Seite 21