Behördenbezeichnung mit Staatswappen: Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit

Forschungsprojekt: Quantitative Bestimmung natürlicher Farbstoffe in komplexer Matrix mittels Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC)

Kurzbeschreibung

Nur in seltenen Fällen ist es möglich, Lebensmittelfarbstoffe ohne vorherige Isolierung aus dem Lebensmittel zu quantifizieren. Eine direkte Messung von Farbstoffen in Lebensmitteln ist beispielsweise bei Getränken möglich. Bei allen anderen Lebensmitteln müssen die Farbstoffe aus der Lebensmittelmatrix zunächst isoliert und aufgereinigt werden, ehe Extrakte mit Analysengeräten wie der HPLC untersucht werden können. Für qualitative Nachweismethoden ist eine erschöpfende Isolierung der Farbstoffe aus dem Lebensmittel nicht nötig. Hier reicht es aus, soviel Farbstoff aus der Lebensmittelmatrix zu isolieren, dass ein qualitativer Nachweis gelingt. Sollen Farbstoffe im Lebensmittel quantitativ bestimmt werden, so müssen die Farbstoffe dagegen möglichst vollständig aus der Lebensmittelmatrix isoliert werden. Da Farbstoffe meist sehr stark an die Lebensmittelmatrix gebunden sind, ist schon allein die Isolierung der Farbstoffe aus dem Lebensmittel schwierig. Im Rahmen des Projekts sollte eine HPLC-Methode zur Quantifizierung natürlicher Farbstoffe in komplexer Lebensmittelmatrix etabliert werden. Der Schwerpunkt sollte auf der Entwicklung einer Methode zur Quantifizierung von Echtem Karmin (E120) liegen. Echtes Karmin ist nach der ZZulV für eine Reihe an Lebensmitteln, wie z. B. vorgekochte Krebstiere, Lachsersatz, Surimi und Wurst zugelassen. Im Gegensatz zu vielen anderen natürlichen Farbstoffen (Riboflavin, Carotinoide, Chlorophylle, Beetenrot, Anthocyane, u. a.) sind für Echtes Karmin Höchstmengen festgelegt (vorgekochte Krebstiere: 250 mg/kg, Lachsersatz und Surimi: 500 mg/kg, Wurst: 100 mg/kg).

Eine Voraussetzung für die quantitative Bestimmung von Lebensmittelfarbstoffen ist die Verfügbarkeit von Referenzsubstanzen mit bekannter Reinheit. Im Chemikalienhandel erhältliche Lebensmittelfarbstoffe sind jedoch häufig nicht mit genauen Reinheitsangaben versehen. Im Rahmen des Projekts wurden insgesamt vierzehn kommerziell erhältliche Farbstoffe besorgt und deren Reinheit mittels Photometer bestimmt. Diese stehen nun künftig für quantitative Bestimmungen zur Verfügung.

Der erste Schritt in der Entwicklung einer quantitativen HPLC-Methode zur Bestimmung von E120 in Lebensmitteln bestand in der Optimierung der Extraktion des Farbstoffes aus dem Lebensmittel. Eine einfache Extraktion mit Salzsäure reichte hier nicht aus. Erst nach einem Probenaufschluss mit Pepsin konnte E120 erfolgreich quantitativ aus proteinreiche Lebensmittelmatrix isoliert werden.

Der so erhaltene Farbstoffextrakt erwies sich als ungeeignet zur HPLC-Analyse, da der Extrakt störende Matrixbestandteile enthielt. Eine Aufreinigung vor der HPLC-Analyse war nötig. Daher wurde die Festphasenextraktion (SPE) als Möglichkeit zur Aufreinigung getestet.

Nur zwei von insgesamt acht getesteten SPE-Säulen (SupelcleanTM LC18 und HR-X) erwiesen sich als geeignet zur Aufreinigung von Probenextrakten. Bei allen anderen SPE Säulen waren die Wiederfindung für den Farbstoff E120 zu niedrig. Nach Optimierung der Festphasenextraktion an der HR-X-Säule wurden für den Farbstoff E120 bei Gehalten von 100 mg/kg im Lebensmittel Wiederfindungen von 70 % bis 80 % erreicht.

Die zur quantitativen Bestimmung von E120 entwickelte Methode wurde erweitert auf die Farbstoffe E110, E120, E124 und E129. Diese Farbstoffe sind nach der ZZulV für einige Fischereierzeugnisse in Verbindung mit Höchstmengen zugelassen.

Für die Farbstoffe E110, E124 und E129 konnten bei einem Gehalt von 100 mg/kg Wiederfindungen zwischen 74 % und 100 % erzielt werden. Für den Farbstoff E120 betrug die Wiederfindung jedoch nur 67 %.

Mit dem vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit geförderten Projekt wurden am Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) die Grundlagen geschaffen, eine Qualitätssicherungs-Arbeitsanweisung zur quantitativen Bestimmung der Lebensmittelfarbstoffe E110, E120, E124 und E129 in proteinreichen Lebensmitteln zu erarbeiten. Die entwickelte Methode wird derzeit noch optimiert und soll nach erfolgreicher Validierung für die amtliche Lebensmittelüberwachung zur Verfügung stehen.

Laufzeit: 2009-2010