Wissenschaft ermittelt

Mit der Entwicklung der Nah-Infrarotspektroskopie soll auch für Konsumentinnen und Konsumenten eine umfangreiche Kontrolle von Lebensmitteln möglich werden. Christian Huck, Professor am Institut für Analytische Chemie und Radiochemie, arbeitet gemeinsam mit seinem Team und internationalen Partnern an der Entwicklung und Optimierung dieser Methode.
Portables Messgerät_Huck
Bild: Huck und sein Team arbeiten an einem portablen Messgerät, das auch im Alltag einsetzbar sein soll. (Bild: Prof. Christian Huck)

Kann man sich im Geschäft sicher sein, dass der Apfel im Regal auch tatsächlich aus der angegebenen Region, beispielsweise aus Südtirol, stammt? Oder wer sagt einem, dass das Kalbsbrät nicht mit anderen Fleischsorten vermengt wurde? Immer wichtiger wird die objektive Qualitätssicherung und der Druck auf die Produzierenden, Informationen zum Produkt korrekt anzugeben, erhöht sich zunehmend. Nicht überall ist die Produktion von Lebensmitteln in sehr hoher Qualität selbstverständlich. Christian Huck ist begeistert, mit seiner wissenschaftlichen Expertise mithelfen zu können, um vor allem den hohen Qualitätsstandard der Produkte in Tirol und Südtirol zu belegen: „Ein großes Ziel von uns ist es, zu zeigen, welche hochwertigen lokalen Produkte wir haben. In erster Linie untersuchen wir im Labor Äpfel, Käse, Milch und Fleisch.“ Mit der von Huck und seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern entwickelten Methode können Inhaltsstoffe sowie die geographische Herkunft des Produktes exakt bestimmt werden.

Apfel ist nicht Apfel

Das Team um Christian Huck investiert viel Zeit und Aufwand vor allem in die Untersuchung von Äpfeln. „Als Kundin oder Kunde möchte man natürlich wissen, ob der Apfel im Regal tatsächlich aus Südtirol stammt oder doch aus Indien oder China importiert wurde. Weiters soll ersichtlich sein, ob der Apfel gesund ist oder nicht, ob er noch gelagert werden soll, oder ob die Inhaltsstoffe gerade optimal für den Verzehr geeignet sind“, so der Wissenschaftler. Mit einem speziell für diese Messungen entwickelten und optimierten Gerät kann ein Apfel bis zu 200 Mal gemessen werden, was eine sehr genaue Analyse ermöglicht. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben sich für ihre Untersuchungen etwa 2000 Äpfel aus der ganzen Welt, von Chile über Australien, Südafrika und Japan organisiert, um diese zu untersuchen und mit Proben von Äpfeln aus Tirol und Südtirol zu vergleichen. „Wir konnten zeigen, dass sich der Qualitätsstandard unserer heimischen Äpfel von den anderen Proben deutlich positiv abhebt“, freut sich Huck über die Ergebnisse.

Kurze Wellen in Aktion

Um detaillierte Messergebnisse zu erhalten, arbeiten die Forscherinnen und Forscher in den Labors der Analytischen Chemie an der Optimierung der Messungen mit der Nah-Infrarotspektroskopie. Mit dieser für die Produkte besonders schonenden Methode können viele physikalische sowie chemische Parameter gemessen werden. „Für uns bietet diese Messung die optimalen Bedingungen, um detaillierte Analysen der Inhaltsstoffe sowie eine genaue Bestimmung der geographischen Lage zu berechnen“, erklärt Huck. Für diese komplexen Messungen wird ein Spektrometer, ein Gerät, das Licht im Nah-Infrarotbereich aussendet, verwendet. Huck skizziert, wie diese Messung funktioniert: „Über eine Fasersonde trifft das kurzwellige Licht auf das zu untersuchende Objekt, beispielsweise den Apfel, auf. Dadurch werden bestimmte Moleküle in Schwingung versetzt. Ein Teil des Lichts wird absorbiert, der Rest wird reflektiert und über den Leiter wieder zurück an das Gerät gesendet. Dieses berechnet dann die Differenz zwischen dem ausgestrahlten und dem reflektierten Licht, wodurch wir dann alle für uns wichtigen Informationen ablesen können.“ Ergebnis dieser Analyse ist ein sogenanntes Spektrum, das die Absorptionsbanden zeigt. Das Ziel dieser Untersuchungen ist für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler klar die schnelle Ermittlung von Ursprung und Qualität. „Uns ist es gelungen, ein hochmodernes Messungsverfahren zu entwickeln, mit dem wir bereits tolle Ergebnisse erzielen konnten“, skizziert der Chemiker.

Einsatz im Alltag

Diese Untersuchungen im Labor sollen keineswegs nur wissenschaftlichen Zwecken dienen. Erklärtes Ziel der Chemiker ist es, die Messung soweit zu vereinfachen und das dafür benötigte Gerät zu verkleinern, bis es für den Einsatz im Lebensmittelgeschäft leistbar und tragbar ist. „Ein mobiles Gerät, das optisch an eine Spielzeugpistole erinnert, gibt es bereits, jedoch muss dieses noch weiter optimiert werden, bis es tatsächlich im Alltag einsetzbar wird“, so Huck. Für eine kundenfreundliche Anwendung kommen noch weitere Produkte in Frage, erläutert der Chemiker: „Vorstellbar ist auch die Untersuchung von tiefgekühlten Erdbeeren, da hier viele aus China kommen und die Qualität unter schlechten hygienischen Bedingungen leidet.“ Verstärkte Kontrollen, auch von der Seite der Konsumentinnen und Konsumenten, würden hier einen hohen Druck auf die Produzierenden ausüben. Ideen zur Anwendung dieser Messung gibt es viele. Angedacht sind bereits Projekte zur Bestimmung von Pilzen beim Sammeln sowie die Kontrolle von Schnäpsen.

Länderübergreifendes EU-Projekt

Christian Huck und sein Team arbeiten nicht alleine an der Entwicklung der Messung. Bei den Untersuchungen handelt es sich um ein von der EU gefördertes Projekt, bei dem die Universität Innsbruck gemeinsam mit transidee, der Wissens- und Technologietransfereinrichtung der Uni Innsbruck, mit dem Agrarmarketing Tirol, der Freien Universität Bozen, dem Versuchszentrum für Obst- und Weinbau Laimburg sowie dem Sennereiverband Bozen zusammenarbeitet. Der wissenschaftliche Fokus des Projektes liegt auf lokalen Produkten aus Tirol und Südtirol. „Ich bin davon überzeugt, dass wir Glück haben, in einer so hochwertigen Gegend leben zu dürfen. Weltweit gesehen entspringt bei uns Quellwasser von höchster Qualität, wir haben eine intakte Natur und sehr gute Böden – das alles spiegelt sich in den Naturprodukten wider. Ich bin davon überzeugt, wenn es uns gelingt, die hochwertige Qualität der Produkte aus unserer Region auch wissenschaftlich zu belegen, dann haben wir schon viel erreicht.“ 

Dieser Artikel ist in der Oktober-Ausgabe des Magazins „wissenswert“ erschienen. Eine digitale Version ist hier zu finden (PDF).