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Über dieses Buch

Die Lebensmittelanalytik bildet als angewandte Wissenschaft die Basis zur Untersuchung und Beurteilung von Qualität und Sicherheit unserer Lebensmittel. Das Anleitungs- und Praktikumsbuch beschreibt grundlegende und fortgeschrittene Untersuchungsmethoden. Es vermittelt Basiswissen sowohl über die wichtigsten chemischen und physikalischen Analysenverfahren und deren praktische Durchführung als auch über den theoretischen Hintergrund der Substrate, Analyten und Methoden. Zahlreiche Anwendungsbeispiele zur Ermittlung der Hauptbestandteile, relevanter Minorbestandteile sowie verschiedener Zusatzstoffe und Kontaminanten stehen dabei im Vordergrund. Zusammengestellt wurden klassisch-konventionelle und moderne instrumentelle Analysentechniken; diese wesentlich erweiterte Neuauflage bezieht auch neueste bioanalytische Methoden ein. Die zur Durchführung der Analysen notwendige Ausrüstung findet sich in jedem zeitgemäßen lebensmittelchemischen Laboratorium. Das Buch ist für Studierende und die Praktiker in Labor und Betrieb als Anleitung und handliches Nachschlagewerk gleichermaßen geeignet.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Grundlagen

Frontmatter

1. Strategien zur Untersuchung von Lebensmitteln

Zusammenfassung
Bei der Untersuchung von Lebensmitteln stellen sich vor Beginn der Analyse stets die gleichen Fragen: Was soll wie, wann und warum untersucht werden und was bedeutet das Ergebnis? Anhand des Entscheidungsbaums (Abb. 1.1) können Strategien für die Analyse einer Lebensmittelprobe abgeleitet werden, um zielorientiert und effizient zu eindeutigen und verlässlichen Aussagen zu kommen.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

2. Methodenkategorien

Zusammenfassung
Methoden für die Analyse von Lebensmitteln können in verschiedene Kategorien eingeteilt werden. Unterschieden werden dabei Methodenkategorien nach Merkmalsausprägung (Abb. 2.1) und Methodenkategorien nach Zugänglichkeit (Abb. 2.2). Allen Methoden gemein ist, dass sie validiert sein müssen, um korrekte Ergebnisse erzielen zu können. Zur detaillierteren Beschreibung einer Methodenvalidierung ▶ Kap. 3.1.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

Qualität im Labor

Frontmatter

3. Beurteilung von Methoden und Ergebnissen

Zusammenfassung
Neben der Auswahl der „richtigen“ Methode für die jeweilige analytische Fragestellung ist die richtige Interpretation der Ergebnisse ausschlaggebend für eine verlässliche Beurteilung von Lebensmitteln. Zu unterscheiden sind
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

4. Qualitätsmanagement im Labor

Zusammenfassung
Die Akkreditierung von Laboren ist ein Kompetenznachweis, Analysen durchführen zu können. Als Basis wird die DIN EN ISO 17025:2005 herangezogen. Aufgrund der Harmonisierung der Norm erfahren Labore, die nach DIN EN ISO 17025:2005 akkreditiert sind, weltweite Anerkennung.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

Verfahren in der Lebensmittelanalytik

Frontmatter

5. Instrumentelle Techniken

Zusammenfassung
Dieses Kapitel enthält Basisinformationen zu den wichtigsten, etablierten instrumentellen Analysenverfahren für die Lebensmitteluntersuchung. Behandelt werden Verfahren aus dem Bereich der chromatographischen, optischen, spektroskopischen, spektrometrischen, elektrochemischen, elektrophoretischen, enzymatischen, immunchemischen und molekularbiologischen Analyse. Das Kapitel ist als Leitfaden und Ergänzung zu den entsprechenden Untersuchungen von Lebensmitteln zu verstehen. Berücksichtigt werden deshalb neben methodischen Grundlagen insbesondere Hinweise zur allgemeinen praktischen Anwendung und Auswertung.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

Untersuchung von Lebensmitteln

Frontmatter

6. Allgemeine Parameter

Zusammenfassung
Die Basisuntersuchung von Lebensmitteln und ihren Rohstoffen umfasst neben den eigentlichen wertbestimmenden Hauptbestandteilen wie Fett, Eiweiß und Kohlenhydraten sowie speziellen Inhaltsstoffen auch die Bestimmung allgemeiner Kenngrößen. Bei den allgemeinen Kenngrößen handelt es sich vornehmlich um Summenparameter von Major- bzw. Minorkomponenten, die sich durch chemisch-physikalische Messmethoden meist auf einfache Art und Weise ermitteln lassen und zur Beurteilung sowie Charakterisierung der Erzeugnisse herangezogen werden.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

7. Fette, Fettbegleitstoffe

Zusammenfassung
Die eigentlichen Fette oder Triglyceride sind stickstofffreie organische Verbindungen, die im pflanzlichen und tierischen Stoffwechsel gebildet werden und physiologisch gesehen einen hohen Nährwert (Brennwert) besitzen. Unter den Nährstoffen zählen sie zu den größten Energielieferanten (1 g Fett ≙ 9,3 kcal ≙ 38,9 kJ). Fette (Lipide) sind in der Regel mit zahlreichen Begleitstoffen (Lipoiden) vergesellschaftet, die biogenetisch in naher Beziehung zueinander stehen. Fette und Fettbegleitstoffe, zusammen auch Lipide genannt (Einteilung Abb. 7.1), unterscheiden sich zwar grundlegend im chemischen Aufbau voneinander (strukturelle Vielfalt Abb. 7.2), weisen jedoch in ihrer Gesamtheit ähnliche chemisch/physikalische Eigenschaften wie z. B. die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln auf. Dieses chemisch/physikalische Verhalten wird in der Analytik ausgenutzt, wobei durch die Extraktion mit lipophilen Lösungsmitteln eine Bestimmung des Gesamtfettgehaltes erfolgt. Dieser Messwert ist vor allem für die Nährwertberechnung sowie die Qualitätskontrolle bzw. zur Erkennung von Verfälschungen von Bedeutung.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

8. Aminosäuren, Peptide, Proteine, Nucleinsäuren

Zusammenfassung
L-konfigurierte α-Aminosäuren sind wichtige Bestandteile von Lebensmitteln und sind u. a. notwendige Bausteine für die Proteinbiosynthese. Der Bauplan für ein Protein ist genetisch kodiert, die entsprechenden Bausteine werden als proteinogene oder kanonische oder auch als Standard-Aminosäuren bezeichnet. Eine Einteilung der Aminosäuren (engl. amino acids) kann nach physikalischen Kriterien, ernährungsphysiologischen oder biochemischen Gesichtspunkten erfolgen (s. Abb. 8.1).
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

9. Kohlenhydrate

Zusammenfassung
Die Gruppe der Kohlenhydrate (≙ Saccharide) umfasst niedermolekulare sowie mittelmolekulare bis hochmolekulare, polymere Verbindungen. Kohlenhydrate werden deshalb unterteilt in Monosaccharide, Di-, Oligosaccharide und Polysaccharide (sowie Glycoside) (Einteilung s. Abb. 9.1).
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

10. Spezielle Inhaltsstoffe

Zusammenfassung
Lebensmittel enthalten neben den eigentlichen Hauptbestandteilen, die vornehmlich für den Energiestoffwechsel des Körpers von Bedeutung sind, auch Bestandteile – hier als spezielle Inhaltsstoffe bezeichnet –, die oftmals erst den besonderen (Genuss-)Wert eines Erzeugnisses ausmachen bzw. zur (Qualitäts-)Beurteilung eines Produktes herangezogen werden können. Diese speziellen Inhaltsstoffe liegen in den Lebensmitteln in der Regel in geringeren Konzentrationen vor, so dass zur Analyse nur entsprechend geeignete und empfindliche Methoden, wie sie insbesondere die chromatographischen, optischen bzw. enzymatischen Techniken bieten, eingesetzt werden. Eine Übersicht zeigt Abb. 10.1, Basisinformationen zu Theorie und Praxis dieser Verfahren enthält ▶ Kap. 5.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

11. Zusatzstoffe

Zusammenfassung
Zusatzstoffe sind Stoffe oder Stoffgemische, die bei der Herstellung von Lebensmitteln zur Erzielung chemischer, physikalischer (technologischer) oder auch physiologischer Effekte zum Einsatz kommen. Hierzu zählen auch Zuckeraustauschstoffe (mit Ausnahme der Fructose), die Vitamine A und D, Aminosäuren, Mineralstoffe und Spurenelemente. Zusatzstoffe dürfen nur nach amtlicher Zulassung verwendet werden. Unabdingbare Voraussetzung für eine Zulassung sind der Nachweis der gesundheitlichen Unbedenklichkeit und der Nachweis der technologischen Notwendigkeit. Die Zusatzstoffe sind namentlich in Positivlisten der Zusatzstoff-Zulassungs-Verordnung zusammengefasst.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

12. Schadstoffe, Kontaminanten, Rückstände

Zusammenfassung
Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln zu gewährleisten, ist seit jeher Hauptaufgabe angewandter Lebensmittelchemie. Während zeitweilig jedoch hauptsächlich gesetzte Normen kontrolliert und ihre Einhaltung überwacht wurden, tritt heute als neue Komponente die Vorsorge, also die Früherkennung möglicher Gefahren verstärkt in den Vordergrund. Dies liegt daran, dass aufgrund verschiedener Kontaminationsrisiken und durch ständig verfeinerte Analysentechniken mit extrem niedrigen Erfassungsgrenzen sowie nicht zuletzt wegen eines geschärften Umweltbewusstseins heute der Frage nach der Sicherheit der Lebensmittel vermehrte Bedeutung zugemessen wird. Beachtung findet dabei insbesondere die Problematik der Kontamination von Lebensmitteln durch Standort-(Umwelt)bedingungen, durch Einwirkung von Mikroorganismen, durch Zusätze, Rückstände und Verunreinigungen oder durch thermische Reaktionsprodukte. Weiterhin ist aber auch zu beachten, dass Lebensmittel aus natürlichen Prozessen oder als Folge von Verderbnisvorgängen Schadstoffe enthalten können, die nicht anthropogenen Ursprungs sind.
Reinhard Matissek, Gabriele Steiner, Markus Fischer

Backmatter

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