Gesicherter Nachweis von Bio-Eiern

Für den gesicherten Nachweis der Bio-Qualität von Eiern haben Forschende am DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V. eine innovative Methode zur Qualitäts- und Authentizitätsprüfung von Lebensmitteln weiterentwickelt und rund 4.500 Eiproben untersucht. Ihr Forschungsprojekt „Analyse des Einflusses einer nachhaltigen und ökologischen Haltung von Legehennen auf die Eiqualität mittels H-NMR-Spektroskopie“, kurz OekoEiSpec, wurde finanziert vom Bundesprogramm Ökologischer Landbau (BÖL) mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft.

Zum Nachweis der Haltungsform wurden aus den Eiern gewonnene Eigelb-Extrakt-Proben mittels H-NMR-Spektroskopie analysiert. Aus den so erzeugten Spektren haben die Forschenden mithilfe multivariater Datenanalysen für jede Haltungsform charakteristische Muster identifiziert und eine Datenbank sowie ein Authentizitäts-Modell aus diesen Referenzspektren erstellt. Durch den Ab-gleich des H-NMR-Spektrums von unbekannten Eigelb-Proben mit dem Model aus Referenzspek-tren ist es dann möglich, mit einer Genauigkeit von 99,9 Prozent die tatsächliche Haltungsform nachzuweisen.

Die Kernspinresonanz-Spektroskopie wird in der Lebensmittelanalytik immer häufiger eingesetzt. Auch immer mehr Untersuchungsämter setzen auf diese Technologie, um die Authentizität und Qualität von Lebensmitteln zu überprüfen. Metabolomik-Ansätze, unterstützt durch die heutigen Möglichkeiten im Bereich Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, werden immer gefragter. Diese fortschrittlichen Techniken ermöglichen sehr schnelle, detaillierte Analysen und Vorhersagen. Allerdings sind authentische Daten die Grundvoraussetzung für zuverlässige Ergebnisse.

Ja, beim DIL wird die Datenbank mit den Referenzspektren von Bio-Eiern dauerhaft und zentral angesiedelt bleiben und auch für externe Wissenschaftler und Labore zugänglich sein. Wir werden sie weiterhin für die Authentizitätsbestimmung von Eiern und für weitere Forschungstätigkeiten nut-zen.

Sie können Zugang zu den Daten erhalten, wenn sie beim DIL einen Antrag mit klaren wissen-schaftlichen oder analytischen Zielen einreichen, eine Vertraulichkeitsvereinbarung zum Schutz sensibler Daten abschließen und die korrekte Nutzung der Daten zusichern. Dazu gehört auch die Bereitschaft zur gemeinsamen Pflege und Aktualisierung der Daten und die Gute Wissenschaftliche Praxis einzuhalten.

Das DIL wird den Authentizitätsnachweis von Bio-Eiern als Dienstleistung anbieten, solange sich dies wirtschaftlich rechnet. Interessierte Unternehmen können eine Qualitätssicherung einschließ-lich Messung und Beurteilung der Proben in Form von Prüfberichten und/oder einem Qualitätssi-cherungslabel für ihre Eier realisieren.

Aufgrund der aktuellen Datenlage sprechen einige Inhaltsstoffe wie eine bestimmte Zusammenset-zung der Fettsäuren, Aminosäuren, Carotinoide und Cholesterin für die ökologische Haltung, rei-chen aber als alleiniges Merkmal nicht aus. Die Konzentration dieser und anderer Inhaltsstoffe im Ei wird durch zahlreiche Faktoren beeinflusst, darunter Fütterung, Jahreszeit und die Gesundheit der Hennen. Diese Faktoren variieren sowohl innerhalb als auch außerhalb ökologischer Haltungen. Dadurch können sich die metabolischen Profile von ökologischen und konventionellen Eiern teil-weise überlappen. Ein so aussagekräftiges Modell wie in unserem Projekt funktioniert nur über ei-nen ganzheitlichen Ansatz, der auf dem Metabolom basiert und möglichst alle Inhaltsstoffe erfasst. Das ist auch eine wichtige Erkenntnis des Projektes, das ein valider Nachweis der Authentizität nur über die Gesamtheit der Stoffwechselprodukte im Eigelb möglich ist.

Die H-NMR-Spektroskopie in Kombination mit multivariater Datenanalyse, wie der linearen Diskri-minanzanalyse (LDA), ermöglicht es, komplexe Muster in den NMR-Spektren zu erkennen, die charakteristisch für unterschiedliche Haltungsformen und Herkunftsquellen sind, die aber leider nicht auf einzelne Inhaltsstoffe zurückgeführt werden können. Die H-NMR-Spektroskopie überwin-det somit die begrenzte Aussagekraft bei der Analyse einzelner Inhaltsstoffe und bietet eine zuver-lässige Möglichkeit, die Authentizität und Qualität von Bio-Eiern sicherzustellen.

Ja, die Datenbank muss kontinuierlich mit neuen Daten aktualisiert werden, um eine hohe Vorher-sagekraft zu gewährleisten. Regelmäßige Updates reflektieren mögliche Veränderungen in den Inhaltsstoffprofilen, die durch Änderungen in den Produktionsbedingungen oder der Fütterung ver-ursacht werden. Nur so lässt sich die Modellgenauigkeit erhalten. Es sollten jährlich mindestens 400 authentische Proben, also mindestens 100 pro Haltungsform, gemessen werden.

Ein Nachweis der Bio-Qualität ist auch bei pflanzlichen Produkten wie Fruchtsaft, Honig und Wein denkbar, wird jedoch derzeit nicht von uns durchgeführt. Bei pflanzlichen Produkten zielt die Analy-tik mehr auf spezifische qualitätsbestimmende Inhaltsstoffe sowie den Nachweis von Regionalität und möglichen Verfälschungen ab. Da pflanzliche Produkte nicht durch Fütterungsbedingungen beeinflusst werden, wird es komplexer sein, die Bio-Qualität anhand des Metabolom zu identifizie-ren.

Unser Ziel ist es, diese innovativen Analysetechniken auch auf Fleisch und weitere tierische Pro-dukte auszuweiten und weitere relevante Fragestellungen zu untersuchen, etwa im Bereich der ökologischen Haltung, der Grünlandnutzung und des Tierwohls. Wir sind zuversichtlich, dass sich diese Methode auch für andere tierische Lebensmittel sehr gut eignet, um deren Qualität sicherzu-stellen.

Schlussbericht und weitere Infos