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Magazin
Vor-Ort-Analyse von Mutterkornalkaloiden in Getreidevollkorn
Validierungsdaten
Die Validierungsdaten waren überzeugend. Die mittlere Wiederfindungsrate von Mutterkornalkaloiden in aufgestocktem Roggenvollkorn lag bei nahezu 100%. Für Ergocristin wurde die Nachweisgrenze mit 0,4 ng/Zone bestimmt sowie die Bestimmungsgrenze mit 1,2 ng/Zone. Die Wiederholbarkeit bzw. relative Standardabweichung (%RSD) betrug 4,1% und das Bestimmtheitsmaß des analytischen Responses (R²) lag bei 0,9918. In fünf untersuchten Proben lagen die Gehalte an Mutterkornalkaloiden nachweislich unter dem derzeitigen Höchstwert von 500 µg/kg für Roggenmahlerzeugnisse. Die Ergebnisse mittels 2LabsToGo-Analyse wurden mit den Ergebnissen der herkömmlichen HPTLC-Instrumente verglichen und erfolgreich bestätigt. [1]
Vorteile auf einen Blick
Das kompakte, miniaturisierte 2LabsToGo-System (8 kg, 31 cm x 26 cm x 34 cm) vereint alle Aufgaben der planaren Chromatographie in einem automatisierten tragbaren All-in-One-System (Abb. 2) und ermöglicht somit erstmals eine kostengünstige Qualitätskontrolle direkt in Mühlenbetrieben. Wenn man die Kosten, das Gewicht und den Platzbedarf der Instrumente vergleicht, erweist sich die Miniaturisierung als vorteilhaft. Im Vergleich zu herkömmlichen HPTLC-Geräten konnten die Gerätekosten um den Faktor 40, das Gewicht um den Faktor 9 und der Platzbedarf um den Faktor 8 reduziert werden. Dies wurde bereits für das Screening von Sacchariden in Lebensmitteln und laktosefreien Lebensmitteln detailliert berechnet [2] und gilt hier in gleicher Weise. Es kann auch mit toxikologischer Detektion (durch einen planaren Bioassay, der Schadstoffe anzeigt) kombiniert werden [3] und vereint so Technologien aus vier verschiedenen Disziplinen (Abb. 2).
Miniaturisierung, wenn sie nicht zu weit geht (sie sollte immer noch von den Händen des Bedieners gehandhabt werden können), reduziert instrumentelle Nachteile und Herausforderungen. So erleichtert beispielsweise eine kleinere Plattenfläche eine gleichmäßige Bildausleuchtung und ein schlanker Geräteaufbau reduziert Fehlerquellen. Einzelne Systemteile erfüllen mehrere Funktionen, um den Platzbedarf des Systems gering zu halten. Das 2LabsToGo-System hat einen geringen ökologischen Fußabdruck in Bezug auf den geringen Materialverbrauch (Ressourcenschonung und Dematerialisierung). Der Stromverbrauch ist vergleichsweise sehr gering und man kann es vor Ort auch mit Solarzellen betreiben. Somit ist es ein sehr umweltfreundliches Labor der Zukunft, das nachhaltige Analysen in Produktionsstätten ermöglicht.
In einem internationalen Workshop an der Justus-Liebig-Universität Gießen im September 2024 bauten Wissenschaftler erstmals ihr eigenes open-source do-it-yourself 2LabsToGo-System (zum Selbstkostenpreis von ca. 4.000 Euro) zusammen, was selbstermächtigt und auch die spätere Gerätewartung/-reparatur erleichtert. Die nicht patentierte, open-source Entwicklung des Systems erlaubt jederzeit maßgeschneiderte Anpassungen und individuelle Änderungen.
©JLU Gießen
Kontakt
Prof. Dr. Gertrud E. Morlock
Justus-Liebig-Universität Gießen
Professur für Lebensmittelwissenschaften
Heinrich-Buff-Ring 26-32
35392 Giessen
www.uni-giessen.de/food
Danksagung
Dank an das Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr (Projekt E/U2AD/KA018/IF565) und Merck für die Unterstützung mit HPTLC-Platten.
Literatur
[1] Jakob K, Schwack W, Morlock GE. Food Chem. 453 (2024) 139593
[2] Morlock GE, Koch J, Schwack W et al. J. Chromatogr. A 1688 (2023) 463720
[3] Morlock GE, Anal. Chim. Acta 1180 (2021) 338644
_1200x675_t01_1025.jpg "Ein Laptop neben einem Smartphone, welches auf einem Notizblock mit Stift liegt.")