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Referenzdaten für die Stabilisotopenanalytik CSI Erdbeer-Acker – Modell hilft bei Herkunftsnachweis

Redakteur: Christian Lüttmann

Kriminelle Energie gibt es auch im Lebensmittelhandel. So werden manchmal Erdbeeren als teure regionale Ware verkauft, obwohl sie günstig aus Übersee importiert wurden. Die geografische Herkunft lässt sich aber über bestimmte analytische Methoden sehr zuverlässig bestimmen. Ein neuentwickeltes Modell soll dies in Zukunft erleichtern, indem es die sonst nötigen Referenzproben aus den fraglichen Regionen überflüssig macht.

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Ein neues Modell soll das Sammeln von Referenzproben für die Stabilisotopenanalytik überflüssig machen. Überprüft wurde es mit einem Referenzdatensatz für Erdbeeren (Symbolbild).
Ein neues Modell soll das Sammeln von Referenzproben für die Stabilisotopenanalytik überflüssig machen. Überprüft wurde es mit einem Referenzdatensatz für Erdbeeren (Symbolbild).
(Bild: gemeinfrei, Hironobu Fukuman / Unsplash)

Basel/Schweiz – Erdbeeren aus der Schweiz oder Olivenöl aus Italien können im Laden deutlich teurer verkauft werden, als wenn diese Produkte aus anderen Ländern stammen. Das nutzen manche Kriminelle aus und versuchen, mit falsch deklarierter Herkunft von Lebensmitteln mehr Geld zu verdienen. Der jährliche wirtschaftliche Schaden wird auf 30 bis 40 Milliarden Dollar geschätzt.

Eine Methode, um solchen Lebensmittelbetrug aufzudecken, ist die Bestimmung des Delta-O-18-Wertes einer Produktprobe, welche das Sauerstoffisotopenverhältnis charakterisiert. Damit ist zwar eine verlässliche Aussage über das tatsächliche Anbaugebiet von beispielsweise Erdbeeren möglich. Bislang war dieses Verfahren aber sehr aufwändig und kostspielig. Bei einem Betrugsverdacht müssen nicht nur Referenzdaten aus dem angeblichen Herkunftsland gesammelt werden, sondern auch Vergleichsdaten aus anderen Regionen, um die Herkunft des Produkts zu validieren oder widerlegen.

Modellierte Referenzen sparen Zeit und Kosten

Der Basler Botaniker Dr. Florian Cueni hat nun in Zusammenarbeit mit dem auf Isotopenanalytik spezialisierten Agroisolab ein Modell entwickelt, mit dem sie das Sauerstoffisotopenverhältnis in Pflanzen einzelner Regionen simulieren können, wodurch das aufwändige Sammeln von Referenzdaten entfällt. Das Modell basiert auf Temperatur-, Niederschlags- und Luftfeuchtigkeitsdaten und Informationen über die Wachstumszeit einer Pflanze. Diese Informationen beziehen sie aus öffentlich zugänglichen Datenbanken.

Überprüft und validiert hat Cueni das Modell an einem einzigartigen Delta-O-18-Referenzdatensatz für Erdbeeren, der europaweit über elf Jahre zusammengetragen wurde. Die Fallstudie hat gezeigt, dass das Modell die Herkunft der Erdbeeren mit hoher Präzision simulieren kann. „Mit geringfügigen Anpassungen der Parameter kann unser Modell zur Bestimmung aller pflanzlichen Produkte genutzt werden“, sagt Prof. Dr. Ansgar Kahmen, der das Forschungsprojekt geleitet hat. Somit ließe sich die herkömmliche Isotopenanalytik durch die präzise Simulierung der Herkunftsgebiete landwirtschaftlicher Lebensmittel vereinfachen und beschleunigen.

Auch für Forensiker und Greenpeace relevant

Von Interesse ist das Modell der Basler Botaniker somit nicht nur für den Herkunftsnachweis von Erdbeeren. Einerseits bietet es sich für die behördliche Lebensmittelforensik oder die Ermittlungsbehörden an, wenn es beispielsweise um die Herkunft konfiszierter Drogen geht. Andererseits könnte es privaten forensischen Instituten helfen, die Lebensmittel kontrollieren oder als Gutachter vor Gericht auftreten. Auch NGOs wie WWF oder Greenpeace interessieren sich dafür – besonders in Hinblick auf die Bestimmung der Herkunft von illegal eingeschlagenem Holz. Und natürlich ist das Modell für die Lebensmittelindustrie relevant, für die der Verkauf potenziell falsch deklarierter Lebensmittel rufschädigend ist.

Originalpublikation: Florian Cueni, Daniel B. Nelson, Markus Boner, Ansgar Kahmen: Using plant physiological stable oxygen isotope models to counter food fraud., Scientific Reports 11, Article number: 17314 (2021); DOI: 10.1038/s41598-021-96722-9

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