Tierernährungsforschung zwischen wissenschaftlichem Anspruch und praktischer Relevanz
Untersuchungen zur Bestimmung der geografischen Herkunft von Rindstrocken- und Pouletfleisch mittels Element- und Isotopen- analysen
B.M. Franke1,2,3, R. Hadorn2, J.O. Bosset2, M. Haldimann3, G. Gremaud3, U. Piantini4, E.
Pfammatter5 und M. Kreuzer1
1ETH Zürich, Institut für Nutztierwissenschaften, Gruppe Tierernährung, CH-8092 Zürich
2Agroscope Liebefeld-Posieux, CH-3003 Bern
3Bundesamt für Gesundheit, CH-3003 Bern
4Haute école valaisanne, CH-1950 Sion
5Kantonales Labor Wallis, CH-1950 Sion
Einleitung
Wie verschiedene Untersuchungen ergeben haben, steigt das Bedürfnis der Verbraucher nach sicheren Lebensmitteln immer mehr. Eine Umfrage des BAG (2004) zeigte, dass für 82 % der Verbraucher die Herkunft von Fleisch ein wichtiges Kriterium für ihre Kaufentscheidung ist. Ein möglicher Weg, die Herkunft bei Fleisch und Fleischprodukten zu überprüfen, könnte in der Anwendung physikalischer und chemischer Methoden bestehen. Auch für den Schutz von Spezialitäten, wie Bündnerfleisch oder Walliser Trockenfleisch wäre die Möglichkeit, die Herkunft unabhängig von einer Dokumentierung bestimmen zu können, ein grosser Fortschritt zum Schutz dieser Produkte.
Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde in einer Vorstudie mit begrenzter Probenanzahl versucht, die geografische Herkunft von Poulet- und Rindstrockenfleisch mit einer Vielzahl von verschiedenen Untersuchungen zu bestimmen. Dabei stellten sich Spurenelementprofil und Sauerstoffisotopenverhältnis als besonders aussagekräftig heraus.
Methodik
Für Untersuchungen von Pouletfleisch, das mengenmässig am meisten in die Schweiz importiert wird, standen Brustfiletproben aus den Ländern Thailand (n = 3), Frankreich (n = 2), Deutschland (n = 3), Ungarn (n = 6), Brasilien (n = 4) und der Schweiz (n = 7) zur Verfügung. Der Authentizitätsnachweis erfolgte mit gültigen Zolldokumenten, die sowohl Schlachthof als auch Schlachtdatum angaben. Die Proben wurden mit einem Büchi Mixer B 400 (Büchi Labortechnik AG, Flawil, CH) mit einem Keramikmesser homogenisiert, portioniert und bei -25°C in vakuumverschweissten Plastikbeuteln aufbewahrt. Die untersuchten Trockenfleischproben wurden in verschiedenen Ländern aus schweizerischem (n = 7), brasilianischem (n = 6), kanadischem (n = 2), 180
Schriftenreihe Institut für Nutztierwissenschaften, ETH Zürich, Band 28 (M. Kreuzer, C. Wenk & C. Zuberbühler, Hrsg.) 2006
US-amerikanischem (n = 2) und australischem (n = 4) Rohfleisch hergestellt. Sie wurden ebenfalls vakuumiert und bei 2.5°C gelagert.
Für die Spurenelementanalysen wurden je 1 g Poulet bzw. 0.5 g Trockenfleisch im Mikrowellenofen mit Salpetersäure unter Druck aufgeschlossen. Zur Überprüfung der Genauigkeit der Messergebnisse schloss man in jedem Aufschlussdurchgang mindestens ein Referenzmaterial mit auf (gefriergetrockneter Rindermuskel BCR 184, Reference Material 8414 NIST). Alle Proben wurden auf insgesamt 75 Elemente/Isotope mit einem Sector Field ICP-MS (Element 2, Finnigan MAT, Bremen, D) untersucht. Für die Sauerstoffisotopen-Analyse wurde das Wasser aus je 10 g Probenmaterial mittels azeotroper Destillation extrahiert und dieses anschliessend mit 0.5 g Ammoniumchlorid versetzt. Für die Messungen (Doppelbestimmung) wurden je 0.5 ml in einen vorher gereinigten 10 ml-Vacutainer (BD Vacutainer Systems, Plymouth UK) gefüllt, über Nacht mit einer 0.4% Kohlendioxid-Helium-Gasmischung ins Gleichgewicht gebracht und danach das Sauerstoffisotopen-Verhältnis mit einem Finnigan Delta-Plus XL (Klimmek et al., 2000; Gremaud et al., 2002) bestimmt. Für die statistische Auswertung wurde als erstes mit ANOVA alle signifikanten Elemente (p ≤ 0.05) bestimmt. Dann erfolgte eine multiple lineare Regression in Rückwärtseliminitation (probability to enter / to remove 0.02), um diejenigen Elemente zu bestimmen, die eine Unterscheidung der Proben zuliessen.
Resultate
Im Pouletfleisch ergab die Diskriminanzanalyse, dass die Elemente As, Rb und δ18O/16O eine zu durchschnittlich 88 % korrekte Klassifikation der Proben nach Herkunftsland zuliessen (Tab. 1).
Tabelle 1: Klassifikationsmatrix der Pouletproben nach Herkunftsland
Brasilien Frankreich Deutschland Ungarn Schweiz Thailand % korrekte Klassifizierung
Brasilien 4 0 0 0 0 0 100
Frankreich 0 2 0 0 0 0 100
Deutschland 0 0 3 0 0 0 100
Ungarn 0 0 1 4 1 0 67
Schweiz 0 0 0 0 7 0 100
Thailand 1 0 0 0 0 2 67
Gesamt 5 2 4 4 8 2 88
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Bei Trockenfleisch wurden bei einer Gruppierung nach der Herkunft des Rohfleisches mit den Elementen Bi, Li und δ18O/16O durchschnittlich 78 % der Proben korrekt klassifiziert (Tab. 2).
Tabelle 2: Klassifikationsmatrix der Trockenfleischproben nach Herkunft des Rohfleisches
Australien Brasilien Kanada Schweiz USA % korrekte Klassifizierung
Australien 4 0 0 0 0 100
Brasilien 1 4 0 2 0 57
Kanada 0 0 2 0 0 100
Schweiz 0 1 0 7 0 88
USA 0 0 1 0 1 50
Gesamt 5 5 3 9 1 78
Schlussfolgerungen
Die Aussagekraft der einzelnen Elemente muss individuell beurteilt werden. Diskriminierende Elemente, die beispielsweise durch unterschiedliche Fütterungen eine Bestimmung der Herkunft zulassen, sind kein so sicherer Diskriminierungsparameter wie Elemente, die spezielle, direkt an die Herkunft des Fleisches gekoppelte geologische oder andere Charakteristika wiedergeben.
Verarbeitungsprozesse, wie beispielsweise Pökeln oder die Zugabe von Gewürzen während des Herstellungsprozesses des Trockenfleisches, können das Spurenelementprofil verändern. Ein Element, das durch den Verarbeitungsprozess in das Fleisch gelangt, ist natürlich kein Nachweis für die geografische Herkunft des Rohfleisches, sondern für den Produktionsort. Eine Unterscheidung zwischen „echten“ Herkunfts- und Verarbeitungscharakteristika war schwierig zu bewerkstelligen und bedarf genauer Abklärung.
Sauerstoffisotope liessen eine sehr gute Bestimmung grösserer Regionen zu. Besonders zwischen Rindstrockenfleischproben mit Herkunft Nord- bzw. Südhalbkugel waren deutliche Unterschiede zu erkennen. Eine Unterscheidung der Rohmaterialherkünfte war selbst nach dem Trocknungsprozess, der einen Wasserverlust und damit zwangsläufig eine Verschiebung des Isotopenverhältnisses verursacht, möglich, was auch bedeutet, dass diese Verschiebung konstant ist.
Die Ergebnisse der hier vorliegenden Voruntersuchungen zeigen, dass eine Unterscheidung unterschiedlicher geografischer Herkunft sowohl bei Poulet- als auch bei Rindstrockenfleisch mit Hilfe von Elementen und Sauerstoffisotopen möglich zu sein scheint. Die genaue Aussagekraft der hier bestimmten Elemente, die für eine Unterscheidung der Herkünfte verwendet werden könnten, muss in weiteren Untersuchungen mit einer höheren Probenzahl bestätigt werden.
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Literatur
BAG (2004): Studie Verbraucherverhalten (Projekt Anderson) des Bundesamtes für Gesundheit:
www.bag.admin.ch/dienste/publika/bulletin/d/BU35_03d.pdf, 17.1.2006
Gremaud, G., Pfammatter, E., Piantini, U. and Quaile, S. (2002): Classification of Swiss Wines on a Regional Scale by means of a multi-Isotopic analysis combined with chemometric methods. Mitt Lebensm Hyg 93: 44-56
Klimmek, A., Preiss-Weigert, A., and Wittkowski, R. (2000): Bestimmung des 18O/16O
Stabilisotopenverhältnisses im Wein mittels Gasbench-IRMS. Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin, Berlin
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