Kontamination von Lebensmitteln – Der ständige Bedarf an sicheren Analysen

Die Verunreinigung von Lebensmitteln ist ein ständiges Problem der Industrie. Sie kann vom Rohmaterial bzw. dem Rohstoff selber ausgehen oder von den bei der Lebensmittelzubereitung verwendeten Behältern und Komponenten. Eine erhöhte Toxinbelastung kann insbesondere bei Grundnahrungsmitteln zu einer großen Gefahr werden, da diese den größten Teil der Ernährung bestimmter Bevölkerungsgruppen ausmachen. Präzise Lebensmittelanalysen sind hier besonders wichtig. Garant für sichere Ergebnisse sind zuverlässige Reinstwassersysteme.

Reisqualität sicherstellen

Shraim und Kollegen1 analysierten zweiundzwanzig auf dem katarischen Markt erhältliche Sorten von braunem Reis mittels ICP-MS auf essentielle und toxische Elemente. Ein Drittel der Proben enthielt hohe Arsenkonzentrationen (As: 171 ± 78 (62-343)). Signifikante Unterschiede in den Konzentrationen von Spurenkontaminanten hingen mit dem Herkunftsland und der Größe der Körner zusammen. Die hohen Arsen- und Chromwerte (Cr: 515 ± 69 (401-639)) stellen ein ernsthaft erhöhtes Krebsrisiko dar, wenn man den hohen Konsum von braunem Reis von 200 bis 400 g/Tag in Katar bedenkt. Nicht krebserregende Risiken gehen hauptsächlich von Mn, V, Se und Cd aus. In dieser Arbeit wurden alle verwendeten Glas- und Kunststoffgeräte über Nacht in 10 prozentigem HNO3 eingeweicht, gründlich mit destilliertem Wasser gespült und schließlich mit Wasser des Typs 1 (Widerstand 18,2 Ω.cm) aus einem ELGA PureLab Chorus Reinstwasseraufbereitungssystem aufbereitet. Das Wasser vom Typ I wurde auch für alle Blindproben und Standards verwendet.

Traditionelle Kaffeekannen aus Kupfer sind weit verbreitet, und der tägliche Konsum von Kaffee, der in überbeanspruchten oder alten Kannen aufgebrüht wird, erhöht das Risiko einer Kupferaufnahme. Ercan et al.2 verwendeten eine umschaltbare lösungsmittelbasierte Flüssigphasen-Mikroextraktionsmethode (SS-LPME), um Kupfer aus in Kaffeekannen gekochtem Wasser zu isolieren und voranzukonzentrieren. Kupfer wurde mit einem Flammen-Atomabsorptionsspektrometrie-System (FAAS) bestimmt, das mit einem geschlitzten Quarzrohr (SQT) gekoppelt war. 1,5-Diphenylcarbazon wurde den wässrigen Proben zugesetzt, um vor dem Extraktionsschritt einen Komplex mit Kupfer zu bilden. Die Bestimmungs- und Nachweisgrenzen der optimierten SS-LPME-SQT-FAAS-Methode wurden mit 9,1 bzw. 2,7 μg/L bestimmt.

Das für die Vorbereitung der Proben, Leerwerte und Standards verwendete Reinstwasser wurde aus einem ELGA PureLab Flex 3 Wasseraufbereitungssystem gewonnen.

Toxische Milch ausschließen 

Im Gegensatz dazu analysierten Barbante und sein Team3, die Proben von Kuh- und Ziegenmilch aus der Region Venetien im Nordosten Italiens, konnten jedoch keine toxischen Schadstoffgehalte nachweisen. Der elementare Fingerabdruck von Spurenelementen und seltenen Erden in diesen Produkten gibt Aufschluss über die Qualität der Milch und ist, da er die lokalen Umweltbedingungen widerspiegelt, ein hervorragender Indikator für ihre geografische Herkunft. Sie bestimmten den Gehalt an 17 Spurenelementen (Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Sr, Cd, Cs, Ba, Pb, U) und 14 seltenen Erden in Milchproben von Kuh- und Ziegenmilch mittels induktiv gekoppelter Plasmamassenspektrometrie und induktiv gekoppelter Plasma-Sektorfeld-Massenspektrometrie. Vor jedem Analysedurchlauf wurden sowohl interne als auch externe Standardlösungen aus den entsprechenden Lösungen durch Verdünnung mit Reinstwasser aus einer ELGA, PureLab Chorus 2, hergestellt. Insgesamt wurden 261 Milchproben von vier Standorten entnommen. Die Proben enthielten einen breiten Konzentrationsbereich der 17 Spurenelemente (0,06-1530 μg kg-1) und 14 Seltene-erden-elemente (0,16-28,2 ng kg-1), erreichten aber keine toxischen Konzentrationen. 

Giftkonzentration im Honig aufdecken

Giftstoffe können auch in Insekten konzentriert werden. Al-Alam und Kollegen4 haben eine Analysemethode für die gleichzeitige Analyse von 90 Pestiziden, 16 polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und 22 polychlorierten Biphenylen in Honig entwickelt. Die Methode basierte auf einer Extraktion mit Acetonitril, gefolgt von einer dispersiven Festphasenextraktion mit primär-sekundärem Amin und Octadecyl (C18). Der gewonnene Extrakt wurde durch Eindampfen konzentriert und anschließend mit Acetonitril rekonstituiert, um ihn für die chromatografische Analyse durch Flüssigchromatografie-Triple-Quadrupol-Tandem-Massenspektrometrie und Gaschromatografie-Ionenfallen-Tandem-Massenspektrometrie vorzubereiten, der ein Vorkonzentrationsschritt durch Festphasen-Mikroextraktion mit geeigneten Fasern vorausging. 

Die Kombination der beiden Extraktionsschritte gewährleistete eine effiziente Reinigung des Extrakts. Der Einsatz der beiden Analysegeräte ermöglichte die zuverlässige Analyse einer großen Anzahl von Schadstoffen. Die Nachweis- und Quantifizierungsgrenzen lagen für die analysierten Verbindungen unter 20 bzw. 60 ng/g, und die Wiederfindungsraten lagen für die meisten Verbindungen zwischen 60 % und 103 %. Die Analyse von echten Honigproben ergab das Vorhandensein von sieben Pestiziden und neun polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen. Für die Probenvorbereitung und die Analysen wurde Reinstwasser aus einem ELGA PureLab-System verwendet.

Warum ELGA LabWater wählen?

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References:
A.M. Shraim, M.I. Ahmad, M. S. Rahman, J.C. Ng, Concentrations of essential and toxic elements and health risk assessment in brown rice from Qatari market. Food Chemistry, Vol 376, 131938 https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131938
 
M. Ercan, M. Ayyıldız, D. Chormey & S. Bakırdere,  Determination of copper in traditional coffee pot water samples by flame atomic absorption spectrometry and matrix matching calibration strategy after switchable solvent based liquid-phase micro-extraction. Environmental Monitoring and Assessment volume 193, Article number: 5 (2021) 
R.Tedesco, M. del Carmen V.Hidalgo, M.Vardè, N.M.Kehrwald, C.Barbante, G.Cozzi, Trace and rare earth elements
determination in milk whey from the Veneto region, Italy.  Food Control Volume 121, March 2021, 107595
https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107595
J. Al-Alam, Z. Fajloun, A. Chbani & M. Millet, A multi-residue method for the analysis of 90 pesticides, 16 PAHs, and 22 PCBs in honey using QuEChERS–SPME. Analytical and Bioanalytical Chemistry volume 409, pages5157–5169 (2017)