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Von Null auf Zehntausend in Sekunden

Klingenwirbel im Labor

| Autor/ Redakteur: Holger Brecht* / Christian Lüttmann

Moderne Labormühlen sind wahre Kraftpakete. So säbeln Hochleistungsmessermühlen mit bis zu 10.000 Umdrehungen pro Minute gleichermaßen Pflanzenfasern wie Lutschbonbons durch. Heraus kommen Pulver oder Pasten, die bestens homogenisiert sind: ideal für eine repräsentative Analytik der Inhaltsstoffe.

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Wie der Küchenmixer zu Hause – nur besser: Hochleistungsmessermühlen zur Probenvorbereitung in der Lebensmittelanalytik.
Wie der Küchenmixer zu Hause – nur besser: Hochleistungsmessermühlen zur Probenvorbereitung in der Lebensmittelanalytik.
(Bild: Fritsch; © euthymia - stock.adobe.com)

Immer wieder werden Verbraucher mit Lebensmittelskandalen konfrontiert, so wie im Sommer 2017 mit dem Fipronil-Skandal. Hier war der verbotene Einsatz des Insektizids Fipronil in der Legehennen-Zucht ans Licht gekommen und führte zur vorsorglichen Schließung hunderter Betriebe in Belgien, den Niederlanden und Deutschland. In Anbetracht solcher Skandale stellt sich der Verbraucher zu Recht die Frage: Was tun Lebensmittelhersteller und Vermarkter eigentlich, um so etwas zu verhindern?

Einiges, wenn man den gestiegenen Ausgaben im Bereich der modernen Lebensmittelanalytik Glauben schenken darf. So werden und wurden über die vergangenen Jahrzehnte immer ausgereiftere Verfahren mit noch sensibleren Nachweisgrenzen (ELISA, PCR oder die Mykotoxinanalytik) entwickelt. Diese sollen bei der Qualitätssicherung eben solche Skandale frühzeitig aufdecken und das damit verbundene Gefährdungspotenzial für Endkunden senken oder besser noch ganz ausschließen. Doch die sensibelste Nachweismethode nützt nichts, wenn die Probe schlecht vorbereitet wurde. Daher kommt diesem Schritt eine zunehmende Bedeutung zu.

Grobe Probenvorbereitung für feine Resultate

Im Bereich der Lebensmittelanalytik sieht sich das Laborpersonal mit Rohstoffen bzw. Fertigprodukten konfrontiert, die oftmals deutlich heterogener zusammengesetzt sind als alle anderen Stoffgruppierungen. Man denke nur an Naturprodukte wie Trauben oder Nüsse. Nicht nur unterscheidet sich jede Nuss von der anderen, auch bei einer einzelnen Nuss gibt es keine homogene Verteilung der Inhaltsstoffe. Aus diesem Grund ist das Zerkleinern und Homogenisieren der Probe vor dem Analyseschritt ein gängiges Verfahren in der Lebensmittelanalytik. Während manche Produkte wie Eiscreme oder Schmelzkäse durch Rühren oder Pressen durch Siebe homogenisierbar sind, stößt man bei anderen Produkten – wie eben bei Nüssen – aufgrund ihrer rheologischen Eigenschaften an die physikalischen Grenzen. Hier kommen oftmals Messermühlen zum Einsatz, wie die Pulverisette 11 von Fritsch.

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Mühlenwahl

Je nach Probenmaterial eignen sich verschiedene Mühlen zum Zerkleinern: Kugel- oder Planetenmühlen werden bei harten, spröden Materialien wie Gesteinen oder Salzen verwendet, die am besten durch Druck, Reibung oder Kollisionen zu zerkleinern sind. Das Mahlgut wird zusammen mit Mahlkugeln in den Mahlbehälter gegeben. Die Kugeln werden durch Rotation des Behälters beschleunigt und pulverisieren das Mahlgut durch Einschläge gegeneinander und gegen die Innenwand. Bei weichen, faserigen Materialien, also vor allem bei Naturprodukten, sind hingegen Schneid- und Messermühlen die richtige Wahl.

Mit bis zu 56.000 Schneidvorgängen pro Minute sind selbst harte Nüsse binnen Sekunden in eine homogene Paste gehäckselt. Die lebensmitteltechnische Analyse von Nüssen ist wichtig, weil sie das Risiko bergen, mit Mykotoxinen belastet zu sein. Diese natürlichen Giftstoffe sind Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen wie Aspergillus niger oder Aspergillus flavus. Die Schwierigkeit bei der Prüfung auf diese Toxine: Sie sind extrem ungleichmäßig verteilt. Innerhalb derselben Charge kann die eine Nuss von dem Schimmelpilz verschont geblieben sein, während die andere Nuss hochbelastet ist.

Für ein repräsentatives Analysenergebnis muss also die Stichprobe möglichst groß sein. In der Messermühle lassen sich problemlos 800 Gramm Haselnüsse zerkleinern. Obwohl aufgrund des hohen Fettgehalts der Nüsse kein Pulver, sondern eine feuchte Paste entsteht, wird die Probe durch speziell designte Störkonturen an der Innenwand des Mahlbehälters stets ins Behälterinnere gezwungen und so vollständig homogenisiert. Dies erlaubt eine zuverlässige Aussage über die mittlere Mykotoxinbelastung der Probe.

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