Methode zur Bestimmung von zugesetzter Gelatine in Schinken und Frischkäse mit dem Aminosäureanalysator ARACUS
Die Globalisierung des internationalen Handels, die sich auch auf die Lebensmittelindustrie auswirkt, macht zuverlässige und wiederholbare Methoden der chemischen Analyse für den Verbraucherschutz unerlässlich. Schinken- und Frischkäseprodukte werden immer noch heimlich mit Wasser und Gelatine aufgepumpt, um ihre Größe und ihr Gewicht zu erhöhen. Gelatine bindet das Wasser in den Produkten.
Lebensmittelbetrug, wie die nicht deklarierte Zugabe von Wasser und Gelatine, täuscht nicht nur die Verbraucher, sondern verstößt auch gegen die Vorschriften zur Lebensmittelkennzeichnung und kann das Vertrauen in die Lebensmittelmärkte untergraben (Everstine et al., 2013).
Es grenzt an Betrug, dass die verarbeitende Industrie mit zugesetztem Wasser einen Gewinn von Millionen Euro macht. Der absichtliche Zusatz von Proteinhydrolysaten wie Gelatine zur Erhöhung des Produktgewichts ist eine der häufigsten Formen wirtschaftlich motivierter Verfälschungen in der Fleisch- und Milchwirtschaft (Spink & Moyer, 2011).
Probenvorbereitung und Analyse
Für Schinken und Frischkäse wurden jeweils drei Artikel von Standard-Supermarktlieferanten gekauft und analysiert. 5 g der Probe wurden in einen Plastikbecher eingewogen und mit 30 mL Reinstwasser und 5 mL internem Standard (Norleucin 10 µmol/mL) vermischt. Die Probe wurde dann mit einem handelsüblichen Mixer in Intervallen von 30 Sekunden homogenisiert. Nach Zugabe von 10 mL Sulfosalicylsäure (10 % w/w) wurde die Probe 20 Minuten lang bei 4 °C inkubiert und anschließend durch ein Mikrofilter filtriert.
Saure Hydrolyse mit dem Mikrowellensystem: 0,5 mL des Filtrats wurden mit 7,5 mL Salzsäure (6 N) in einem Gefäßkörper gemischt. Die Hydrolyse wurde 15 Minuten lang bei 150 °C durchgeführt, auf Raumtemperatur abgekühlt und die Lösung auf einem heißen Block eingedampft. Der Rückstand wurde mit 1 mL Probenverdünnungspuffer aufgelöst.
Der Überstand wurde mit einer membraSpin (0,22 µm) durch Zentrifugation bei 14000 rpm für fünf Minuten filtriert. Die partikelfreie Lösung wurde für die Injektion verwendet.
Die Proben wurden mit dem Amino Acid Analyzer ARACUS analysiert, der von der membraPure GmbH hergestellt und weltweit vertrieben wird. Der ARACUS verwendet die klassische Routineanalyse von Aminosäuren durch Nachsäulenderivatisierung mit Ninhydrin und die Detektion bei 440 nm und 570 nm.
Die Nachsäulenderivatisierung mit Ninhydrin ist nach wie vor eine Goldstandardmethode für die quantitative Bestimmung von Aminosäuren, die auch in komplexen Lebensmittelmatrices eine hohe Empfindlichkeit und Spezifität gewährleistet (Cohen & Michaud, 1993).
Ergebnisse und Diskussion
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Aminosäurekonzentration in drei verschiedenen Proben von Frischkäse und Tabelle 2 von drei verschiedenen Proben Schinken.
Tabelle 1: Aminosäurekonzentration von hydrolysiertem NPN (Nicht-Protein-Stickstoff) in den Proben 1, 2 und 3 von Frischkäse (mg/100 g).
| Aminosäure | 1 | 2 | 3 |
| Asp | 60.8 | 101.8 | 12.9 |
| Thr | 34.3 | 8.6 | 10.1 |
| Ser | 41.5 | 12.0 | 8.5 |
| Glu | 160.4 | 14.1 | 33.2 |
| Gly | 66.7 | 4.4 | 3.2 |
| Ala | 44.6 | 6.2 | 6.9 |
| Val | 35.3 | 5.9 | 6.8 |
| Met | 13.8 | 3.7 | 3.3 |
| Ile | 27.9 | 5.9 | 7.3 |
| Leu | 54.2 | 7.5 | 3.3 |
| Tyr | 14.8 | 4.3 | 3.5 |
| Phe | 19.8 | 3.5 | 2.6 |
| His | 18.6 | 3.9 | 3.3 |
| Lys | 51.9 | 9.5 | 8.8 |
| Arg | 35.2 | 2.9 | 1.8 |
| Pro | 92.5 | 17.9 | 19.8 |
| Hypro | 25.5 | 6.4 | 3.4 |
| Hylys | 2.7 | n.n. | n.n. |
Tabelle 2: Aminosäurekonzentration von hydrolysiertem NPN (Nicht-Protein-Stickstoff) in den Proben 1, 2 und 3 von Schinken (mg/100 g).
| Amino Acid | 1 | 2 | 3 |
| Asp | 74.6 | 13.2 | 15.8 |
| Thr | 52.4 | 15.1 | 11.6 |
| Ser | 46.3 | 17.2 | 16.3 |
| Glu | 132.1 | 79.1 | 60.9 |
| Gly | 141.3 | 43.3 | 25.1 |
| Ala | 94.8 | 42.7 | 31.8 |
| Val | 56.2 | 14.0 | 11.2 |
| Met | 21.3 | 3.2 | 6.1 |
| Ile | 37.9 | 7.8 | 8.0 |
| Leu | 61.5 | 17.2 | 15.6 |
| Tyr | 32,7 | 8.9 | 9.7 |
| Phe | 28.6 | 9.7 | 9.2 |
| His | 306.1 | 312.2 | 296.4 |
| Lys | 107.4 | 26.8 | 21.0 |
| Arg | 76.8 | 17.9 | 12.6 |
| Pro | 83.7 | 25.9 | 16.4 |
| Hypro | 34.3 | 13.5 | 12.9 |
| Hylys | 5.9 | n.n. | n.n. |
Bei beiden Probentypen sind die Aminosäurekonzentrationen in Probe 1 im Vergleich zu Probe 2 und 3 erhöht.
Ein Zusatz von tierischem Proteinhydrolysat (Gelatine) erhöht die Aminosäurekonzentrationen von hydrolysiertem NPN (Nicht-Protein-Stickstoff). Insbesondere die Gehalte an Hydroxyprolin und Hydroxylysin. Sie sind Marker für zugesetzte Gelatine in Frischkäse und Schinken. Bei Verwendung von Gelatine ist eine Deklaration in der Zutatenliste vorgeschrieben.
Hydroxyprolin gilt weithin als zuverlässiger Marker für den Zusatz von Kollagen oder Gelatine, da es in der Regel in unverarbeiteten Muskel- oder Milchprodukten nicht reichlich vorhanden ist (Bobe et al., 2013).
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Quellen:
- Everstine K, Spink J, Kennedy S. „Economically motivated adulteration (EMA) of food: common characteristics of EMA incidents.“ J Food Prot. 2013;76(4):723-735.
- Spink J, Moyer DC. „Defining the public health threat of food fraud.“ J Food Sci. 2011;76(9):R157-R163.
- Cohen SA, Michaud DP. „Synthesis of a fluorescent derivatizing reagent, 6-aminoquinolyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate, and its application for the analysis of hydrolysate amino acids via high-performance liquid chromatography.“ Anal Biochem. 1993;211(2):279-287.
- Bobe G, et al. „Hydroxyproline as a marker for meat collagen and gelatin content in processed meat products.“ Meat Sci. 2013;95(3):419-423.