01.04.2021 - American Chemical Society (ACS)

Fleisch- und Fischbetrug mit einem handgehaltenen 'MasSpec Pen' in Sekundenschnelle entlarven

Fleisch- und Fischbetrug sind globale Probleme, die die Verbraucher jedes Jahr Milliarden von Dollar kosten. Hinzu kommt, dass falsch etikettierte Produkte Probleme für Menschen mit Allergien, religiösen oder kulturellen Einschränkungen verursachen können. Die derzeitigen Methoden zur Erkennung dieses Betrugs sind zwar genau, aber langsamer als es den Inspektoren lieb ist. Jetzt haben Forscher, die im ACS' Journal of Agricultural and Food Chemistry berichten, ihren tragbaren MasSpec Pen so optimiert, dass er gängige Fleisch- und Fischsorten innerhalb von 15 Sekunden identifizieren kann.

Nachrichten über Lebensmittelbetrug, wie z. B. Rindfleisch, das durch Pferdefleisch ersetzt wurde, und billiger Fisch, der als Premium-Filet gebrandmarkt wurde, haben dazu geführt, dass die Menschen sich fragen, ob das, was auf dem Etikett steht, auch wirklich in der Verpackung ist. Um Lebensmittelverfälschungen zu bekämpfen, führt das US-Landwirtschaftsministerium regelmäßige, stichprobenartige Inspektionen dieser Produkte durch. Obwohl aktuelle molekulare Techniken, wie die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), sehr genau sind, können diese Analysen Stunden bis Tage dauern und werden oft in externen Labors durchgeführt. Frühere Studien haben direktere und vor Ort durchzuführende Lebensmittelanalysemethoden mit Massenspektrometrie entwickelt, die die Mengen der molekularen Komponenten zur Verifizierung der Fleischquellen nutzen, aber auch diese zerstörten Proben während des Prozesses oder erforderten Probenvorbereitungsschritte. In jüngerer Zeit entwickelten Livia Eberlin und Kollegen den MasSpec Pen - ein Handgerät, das innerhalb von Sekunden schonend Verbindungen von der Oberfläche eines Materials extrahiert und diese dann mit einem Massenspektrometer analysiert. Das Team wollte also sehen, ob dieses Gerät schnell und effektiv Fleisch- und Fischbetrug in reinen Filets und gemahlenen Produkten nachweisen kann.

Die Forscher untersuchten mit dem MasSpec Pen die molekulare Zusammensetzung von mit Getreide gefüttertem und grasgefüttertem Rind-, Hühner-, Schweine-, Lamm- und Wildfleisch sowie von fünf gängigen Fischarten, die in Lebensmittelgeschäften gesammelt wurden. Sobald die Spitze des Geräts gegen eine Probe gedrückt wurde, wurde ein 20-μL-Tropfen Lösungsmittel freigesetzt, der innerhalb von drei Sekunden ausreichende Mengen an Molekülen für eine genaue Analyse mittels Massenspektrometrie extrahierte. Der gesamte Prozess dauerte 15 Sekunden, erforderte keine Vorverarbeitung und die Flüssigkeitsextraktion beschädigte die Oberflächen der Proben nicht. Dann entwickelte das Team Authentifizierungsmodelle unter Verwendung der einzigartigen Muster der identifizierten Moleküle, einschließlich Carnosin, Anserin, Bernsteinsäure, Xanthin und Taurin, um reine Fleischsorten voneinander, Rindfleisch auf Basis der Fressgewohnheiten und unter den fünf Fischarten zu unterscheiden. Schließlich wendeten die Forscher ihre Modelle auf die Analyse von Testsätzen von Fleisch und Fisch an. Für diese Proben hatten alle Modelle eine 100-prozentige Genauigkeit bei der Identifizierung der Proteinquelle, was genauso gut ist wie die derzeitige PCR-Methode und etwa 720 Mal schneller. Die Forscher sagen, dass sie planen, die Methode auf andere Fleischprodukte zu erweitern und den MasSpec Pen in ein tragbares Massenspektrometer für die Authentifizierung von Fleisch vor Ort zu integrieren.

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