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Stammt das Bio-Ei wirklich von einer Legehenne aus ökologischer Haltungsform? Diese Frage lässt sich mittels Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR-Spektroskopie) beantworten. Dazu werden Ei-gelb-Proben analysiert, deren Spektren wie ein Fingerabdruck grossen Informationsgehalt liefern. Ein Abgleich mit charakteristischen Mustern je Haltungsform aus einer Datenbank mit Referenzspektren gibt Aufschluss über die tatsächliche Haltungsform – und das alles mit einer Messegenauigkeit von nahezu 100 Prozent.
Ein Forscherteam am DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V. in Quakenbrück hat dafür eine innovative Methode entwickelt: Mittels NMR-Spektroskopie ist künftig mit nur einer Messung eindeutig erkennbar, ob ein Ei wirklich von ökologisch gehaltenen Legehennen stammt. Hierfür haben die Forschenden rund 4.500 Eiproben untersucht. Das Bundeslandwirtschaftsministerium hat das Projekt über das Bundesprogramm Ökologischer Landbau (BÖL) gefördert.
Referenz-Datenbank mit KI aufgebaut
Zum Nachweis der Haltungsform haben die Forschenden aus den Eiern gewonnene Eigelb-Extrakt-Proben mittels 1H-NMR-Spektroskopie analysiert. Die so erzeugten Spektren bilden ein hochspezifisches Muster der Ei-Probe ab, quasi einen Fingerabdruck mit einem grossen Informationsgehalt. Mithilfe multivariater Datenanalysen, maschinellem Lernen und KI haben die Forschenden für jede Haltungsform charakteristische Muster identifiziert und eine Datenbank sowie ein Authentizitäts-Modell aus diesen Referenzspektren erstellt. Durch den Abgleich des 1H-NMR-Spektrums von unbekannten Eigelb-Proben mit dem Modell aus Referenzspektren ist es ihnen gelungen, die tatsächliche Haltungsform nachzuweisen
Das errechnete Modell für die Klassifizierung von Eiern aus konventioneller und ökologischer Haltung erreicht eine Genauigkeit von 99,9 Prozent, während sich die untersuchten Eier mit einer Genauigkeit von 97,1 Prozent den vier Haltungsformen zuordnen lassen. Zusätzlich ist es den Forschenden gelungen, die Rasse der Legehennen (Lohmann Selected Leghorn, Dekalb, Lohmann Brown, Sandys) mit einer Modellgenauigkeit von 98,4 Prozent zu ermitteln.
Nachweismethode für Handel und Verarbeitung
Nach Einschätzung der Forschenden bieten die Ergebnisse ein grosses Potenzial in der Lebensmittelüberwachung, etwa im Verdachtsfall oder bei Stichprobenuntersuchungen für den Handel und den Verarbeitungsbereich. Unternehmen können entsprechende Analysen beauftragen und damit zuverlässig überprüfen, ob der Stempelcode auf der Eischale die Haltungsform der Legehennen korrekt angibt. Dies stärkt das Vertrauen in die Echtheit von Bio-Eiern und somit die Nachfrage der Verbraucherinnen und Verbraucher nach Bio-Eiern.
Damit sich das Verfahren etabliert, müssen die Modelle mit weiteren authentischen Proben ergänzt werden und aktuell bleiben. Denn nur, wenn zusätzliche, teils noch nicht bekannte Einflussfaktoren wie etwa weitere Rassen und Futtermittel berücksichtigt werden, bleiben die Modelle aussagekräftig. Das DIL lädt Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Verbände zur Zusammenarbeit ein, um diese zukunftsweisende Analytik und ihre Anwenungsmöglichkeiten weiterzuentwickeln. (Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung BLE)
(gb)
29.07.2024FORSCHUNG: Huhnhaltung am Ei nun nachweisbar
Stammt das Bio-Ei wirklich von einer Legehenne aus ökologischer Haltungsform? Diese Frage lässt sich mittels Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR-Spektroskopie) beantworten. Dazu werden Ei-gelb-Proben analysiert, deren Spektren wie ein Fingerabdruck grossen Informationsgehalt liefern. Ein Abgleich mit charakteristischen Mustern je Haltungsform aus einer Datenbank mit Referenzspektren gibt Aufschluss über die tatsächliche Haltungsform – und das alles mit einer Messegenauigkeit von nahezu 100 Prozent.
Ein Forscherteam am DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e. V. in Quakenbrück hat dafür eine innovative Methode entwickelt: Mittels NMR-Spektroskopie ist künftig mit nur einer Messung eindeutig erkennbar, ob ein Ei wirklich von ökologisch gehaltenen Legehennen stammt. Hierfür haben die Forschenden rund 4.500 Eiproben untersucht. Das Bundeslandwirtschaftsministerium hat das Projekt über das Bundesprogramm Ökologischer Landbau (BÖL) gefördert.
Referenz-Datenbank mit KI aufgebaut
Zum Nachweis der Haltungsform haben die Forschenden aus den Eiern gewonnene Eigelb-Extrakt-Proben mittels 1H-NMR-Spektroskopie analysiert. Die so erzeugten Spektren bilden ein hochspezifisches Muster der Ei-Probe ab, quasi einen Fingerabdruck mit einem grossen Informationsgehalt. Mithilfe multivariater Datenanalysen, maschinellem Lernen und KI haben die Forschenden für jede Haltungsform charakteristische Muster identifiziert und eine Datenbank sowie ein Authentizitäts-Modell aus diesen Referenzspektren erstellt. Durch den Abgleich des 1H-NMR-Spektrums von unbekannten Eigelb-Proben mit dem Modell aus Referenzspektren ist es ihnen gelungen, die tatsächliche Haltungsform nachzuweisen
Das errechnete Modell für die Klassifizierung von Eiern aus konventioneller und ökologischer Haltung erreicht eine Genauigkeit von 99,9 Prozent, während sich die untersuchten Eier mit einer Genauigkeit von 97,1 Prozent den vier Haltungsformen zuordnen lassen. Zusätzlich ist es den Forschenden gelungen, die Rasse der Legehennen (Lohmann Selected Leghorn, Dekalb, Lohmann Brown, Sandys) mit einer Modellgenauigkeit von 98,4 Prozent zu ermitteln.
Nachweismethode für Handel und Verarbeitung
Nach Einschätzung der Forschenden bieten die Ergebnisse ein grosses Potenzial in der Lebensmittelüberwachung, etwa im Verdachtsfall oder bei Stichprobenuntersuchungen für den Handel und den Verarbeitungsbereich. Unternehmen können entsprechende Analysen beauftragen und damit zuverlässig überprüfen, ob der Stempelcode auf der Eischale die Haltungsform der Legehennen korrekt angibt. Dies stärkt das Vertrauen in die Echtheit von Bio-Eiern und somit die Nachfrage der Verbraucherinnen und Verbraucher nach Bio-Eiern.
Damit sich das Verfahren etabliert, müssen die Modelle mit weiteren authentischen Proben ergänzt werden und aktuell bleiben. Denn nur, wenn zusätzliche, teils noch nicht bekannte Einflussfaktoren wie etwa weitere Rassen und Futtermittel berücksichtigt werden, bleiben die Modelle aussagekräftig. Das DIL lädt Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Verbände zur Zusammenarbeit ein, um diese zukunftsweisende Analytik und ihre Anwenungsmöglichkeiten weiterzuentwickeln. (Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung BLE)
(gb)
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