Stammt das Bio-Ei wirklich von einer Legehenne aus ökologischer Haltungsform? Diese Frage lässt sich mittels Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR-Spektroskopie) beantworten. Dazu werden Eigelb-Proben analysiert, deren Spektren wie ein Fingerabdruck großen Informationsgehalt liefern, berichtet die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE).
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 %.
4.500 Eierproben
Ein Forscherteam am DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik 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.
Referenz-Datenbank mit KI aufgebaut
Zum Nachweis der Haltungsform haben die Forscher 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
Fast 100 % Messgenauigkeit – auch Rasse ermittelbar
Das errechnete Modell für die Klassifizierung von Eiern aus konventioneller und ökologischer Haltung erreicht eine Genauigkeit von 99,9 %, während sich die untersuchten Eier mit einer Genauigkeit von 97,1 % 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 % zu ermitteln.
Nachweismethode für Handel und Verarbeitung
Nach Einschätzung der Forscher 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 stärke das Vertrauen in die Echtheit von Bio-Eiern und somit die Nachfrage der Verbraucher nach Bio-Eiern, so die BLE.
Partner für Weiterführung gesucht
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 Anwendungsmöglichkeiten weiterzuentwickeln.
