Der Nachweis von Pestiziden in Lebensmitteln erfordert die richtige Laborausrüstung

01.06.2021
Das Wachstum der Lebensmittelbranche hängt von der gewissenhaften Arbeit der Experten auf dem Gebiet sowie von Präzisionslaborinstrumenten ab.
 

Laboratory Equipment
Der Begriff Farm-to-Table macht Appetit und weckt Gedanken an frische, reife, lokal angebaute Produkte für das Kochen zu Hause, Restaurants und Imbissstuben. Der größte Teil der vom Menschen verzehrten Lebensmittel wird aus Getreide (Weizen, Reis, Hafer, Gerste, Roggen, Mais), Gemüse, Obst, Hülsenfrüchten und Bohnen, Samen und Nüssen, Kräutern und Gewürzen gewonnen, die auf landwirtschaftlichen Flächen produziert werden. Kaum bekannt ist jedoch, welche strengen Tests erforderlich sind, um sicherzustellen, dass landwirtschaftlich angebaute Kulturpflanzen für den Verzehr geeignet sind.

In den USA unterliegen landwirtschaftliche Erzeugnisse der Aufsicht des US-Landwirtschaftsministeriums (United States Department of Agriculture, USDA), der US-Umweltschutzbehörde (Environmental Protection Agency, EPA) und der US-Bundesbehörde zur Lebens- und Arzneimittel-Überwachung (Food and Drug Administration, FDA). Jede dieser Regierungsbehörden sowie andere auf staatlicher Ebene spielen eine entscheidende Rolle bei der Überwachung, um sicherzustellen, dass unsere Lebensmittel für den Vertrieb geeignet und für den Konsum unbedenklich sind. In Europa haben die FAS (Foreign Agricultural Service) und die EFSA (European Food Safety Authority) eine ähnliche Aufsichtsfunktion, während in China Landwirte und Lebensmittelvertriebe der Aufsicht durch die SAMR (State Administration for Market Regulation) unterliegen. Viele andere Länder verfügen über eine eigene, gleichwertige Regierungsbehörde, die Richtlinien herausgibt und unabhängige Tests auf akzeptable Pestizidkonzentrationen in Lebensmitteln durchführt.
Laboratory EquipmentLandwirtschaft ist weltweit ein umsatzstarkes Geschäft – aber während jedes Land andere Kulturpflanzen anbaut, sind Insekten überall zu finden. Von Aphiden bis Zorapteren: Selbst winzigste Tierchen können einen Ernteertrag vollständig zunichte machen. Ganz gleich, ob sie sich durch Blätter fressen, Obst vernichten, Eier und Fäkalien fallen lassen oder Landarbeiter beißen – sie sind eine Plage.

Und Insekten sind bei weitem nicht die einzigen Schädlinge, die landwirtschaftliche Betriebe vor Herausforderungen stellen. Nagetiere, Unkraut, Bakterien, Schimmel und Pilze stellen auf landwirtschaftlichen Flächen weltweit besondere Herausforderungen dar. Aus diesem Grund sind Pestizide in der Lebensmittelproduktion weltweit weit verbreitet.

Die gute Nachricht ist, dass moderne Pestizide hervorragende Arbeit leisten, um Schäden durch diese Schädlinge zu begrenzen. Die schlechte Nachricht ist, dass sie Rückstände hinterlassen, die bei Einnahme extrem schädlich für den Menschen sein können. Chemikalien wie Glyphosat (zu finden in RoundUp), Imazalil, Acephat, Chlorpyrifos und DCPA (zu finden in Dacthal) wurden von der EPA als giftig eingestuft. Einige dieser Chemikalien gelten als karzinogen, während andere nachweislich negative Auswirkungen auf die Fruchtbarkeit und die Gehirnentwicklung haben.

Wer führt die Tests durch?​​

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Aufgrund dieser inhärenten Gefahren setzen Regierungsbehörden strenge Richtlinien für zulässige Höchstmengen an Pestizidrückständen durch. Um hohe Geldbußen und rechtliche Sanktionen sowie drohende Lizenz- und Geschäftseinbußen zu vermeiden, nimmt die Agrarindustrie die Einhaltung dieser Richtlinien sehr ernst. In vielen Fällen nutzen Lebensmittelunternehmen die Hilfe privater, unabhängiger Expertenlabore wie WESSLNG.

PesticideWESSLING begann als kleine Organisation in Deutschland, die Sachverständige einsetzte, um Pflanzen und sogar verpackte Lebensmittel zu testen. Seit fast 40 Jahren vertrauen Behörden und private Unternehmen auf die präzisen Laboranalysen des Unternehmens. Mit der Entwicklung und dem Wachstum der weltweiten Lebensmittelproduktion und -verteilung wächst auch WESSLING. Heute beschäftigt das Unternehmen 1600 Experten und ist in mehr als 25 Ländern auf der ganzen Welt präsent.

Wir haben Justyna Wójcik, Laborhauptspezialistin bei WESSLING in Krakau (Polen), gebeten, uns das Prüfverfahren zu erklären – und es ist noch komplexer und nuancierter, als wir uns das vorgestellt hatten.

Durchführung von Tests​​



„Wir prüfen die Konformität der Produkte mit den Anforderungen auf EU-Ebene, genauer gesagt mit der Verordnung (EG) Nr. 396/2005 des Europäischen Parlaments und des Rates über Höchstgehalte an Pestizidrückständen (Rückstandshöchstgehalt – RHG)“, erläutert Justyna. „Wir können auch eine Sicherheitsbewertung der akuten Verbraucherexposition gegenüber Pestizidrückständen mithilfe des Berechnungsmodells der EFSA und der Werte der akuten Referenzdosis (ARfD) durchführen. Für den letztgenannten Ansatz müssen wir manchmal zusätzliche Tests durchführen, da die ARfD für die essbaren Teile der Produkte gilt, während der RHG in der Regel für das gesamte Produkt gilt (einschließlich ungenießbarer Teile wie Schale). Manchmal haben Kunden ihre eigenen zusätzlichen Anforderungen, aber sie entsprechen in der Regel den EU-Anforderungen. So legen sie beispielsweise ihren eigenen Höchstgehalt an Pestizidrückständen bei 50 % des offiziellen RHG fest.“

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Zuverlässigkeit ist für das Wachstum der Lebensmittelbranche von entscheidender Bedeutung. So verlassen sich Lebensmittelhersteller und -lieferanten aufeinander, auf ihre Mitarbeiter und auf die Pestizide, die sie zum Schutz ihrer Investition einsetzen. Darüber hinaus verlassen sie sich auf Unternehmen wie WESSLING, um ihre Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften und Standards zur Lebensmittelsicherheit und damit den Schutz ihrer Marke zu unterstützen. WESSLING wiederum verlässt sich auf sein Team renommierter Experten und die Präzisionsausrüstung, mit der das Unternehmen seine Labore ausstattet.
 
„Das wichtigste Gerät für die Analyse von Pestizidrückständen ist der Chromatograph mit Dreifach-Quadrupoldetektor“, erklärt Justyna. Ein Chromatograph wird verwendet, um die chemischen Bestandteile einer Probe zu trennen, zu analysieren und zu identifizieren.

„Genauso wichtig ist die Ausrüstung für die Probenvorbereitung: Homogenisator, Schüttler und Zentrifuge“, fügt Justyna hinzu. „Der erste Schritt in der Analyse ist das Mahlen, oft unter Gefrierbedingungen, für das ein robuster Homogenisator erforderlich ist. Anschließend wird die Probe auf einer technischen Waage gewogen und mit einem mechanischen Schüttler extrahiert. Der letzte Schritt ist die Zentrifugation.“
 
Im Rahmen der Probenvorbereitung und -prüfung müssen Unternehmen wie WESSLING Instrumente auswählen, die zuverlässig präzise, sicher zu bedienen und leicht zu reinigen sind, um Kreuzkontaminationen bei der Probenhandhabung zu vermeiden. Unser Freund bei WESSLING meint dazu: „Die Geräte müssen in erster Linie die Vorgaben des Prüfverfahrens erfüllen. Der Homogenisator muss stark genug sein, um Proben zu zerlegen, die mit Flüssigstickstoff gefroren wurden, da für einige einzelne Rückstandsmethoden ein Gefrierschritt erforderlich ist. Der mechanische Schüttler für den Extraktionsschritt kann horizontal oder vertikal sein und muss ein sehr starkes Schütteln ermöglichen. Der letzte Schritt ist die Zentrifugation für 5 Minuten mit 3500 U/min. in 50-ml-Zentrifugenröhrchen. Dieser Schritt wird möglicherweise viele Male wiederholt, da die Proben gereinigt und in 15 ml Zentrifugenröhrchen (oder manchmal kleineren Röhrchen) erneut zentrifugiert werden müssen.“
 
Zur Auswahl einer Zentrifuge, die die erforderliche Beschleunigungskraft erfüllt, und eines Orbitalschüttlers, der die richtige Bewegung (Orbital-, Wipp-, Rüttel-, Horizontalbewegung) mit präziser Drehzahlregelung erzeugt, sowie von Zubehör für die Handhabung verschiedener Arten von Probenbehältern wenden sich viele Unternehmen wie WESSLING an OHAUS.
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Für die Probenvorbereitung sind die Zentrifugen der Baureihe Frontier™ von OHAUS eine ausgezeichnete Wahl. Frontier-Zentrifugen verfügen über einen festen Winkel und ausschwenkbare Rotoren, die konische 50 ml und 15 ml Röhrchen aufnehmen können. Es stehen vier Typen von Modellen zur Verfügung, um eine Vielzahl von Probentrennungsanforderungen zu erfüllen.
 
Für die Probenverarbeitung bieten Vortexmischer von OHAUS einige geeignete Optionen, darunter den Mehrrohr-Vortexmischer. Dieser leistungsstarke, berührungsfreie Mischer bietet eine effiziente Verarbeitung mit hohem Durchsatz und kann auch konische 50 ml Teströhrchen aufnehmen, die für die Ausführung der beliebten QueChers-Methode für die Pestizidanalyse geeignet sind.
 
Für schnelles Mahlen mit hohem Durchsatz ist der HD Lyse Homogenisator von OHAUS eine hervorragende Ergänzung für das Labor.  Dieser vielseitige Homogenisator ist eines der flexibelsten Modelle auf dem Markt und verfügt über einen integrierten einstellbaren Halter, der eine einfache Probenverarbeitung ohne Zubehör ermöglicht.
 
„Dieser Forschungsbereich ist stark reguliert und wir müssen alle Anforderungen erfüllen, um Tests durchführen zu können“, sagt Justyna. „Wir arbeiten gemäß den Anforderungen des SANTE-Leitfadens, der für die Analyse von Pestizidrückständen von grundlegender Bedeutung ist. Eine typische Methode zur Qualitätssicherung umfasst die Validierung der Methode und anschließende routinemäßige Qualitätskontrolle, wie z. B. die Prüfung von Blindproben, Doppelproben, Referenzproben, Wiederfindungstests und die Teilnahme an Leistungstests mindestens einmal im Jahr.“

Aus diesem Grund verlassen sich Unternehmen wie WESSLING auf die wiederholbaren Ergebnisse und die zuverlässige Präzision von OHAUS-Laborgeräten.