Vor diesem Hintergrund hat ein Team der Universität Almería (UAL) eine präzisere und nachhaltigere Methode zur Überwachung von Pestizidrückständen in Obst und Gemüse entwickelt, die die Auswahl schadstoffarmer Lebensmittel erleichtert . Die neue Strategie erfasst deutlich mehr Verbindungen als herkömmliche Systeme und reduziert gleichzeitig den Lösungsmittelverbrauch und die Abfallmenge in Laboren erheblich.
Ein großer Fortschritt in der Pestizidkontrolle
Die Forschungsgruppe der Universität Almería (UAL) hat eine innovative chemische Strategie zur Analyse von Pestiziden in pflanzlichen Lebensmitteln entwickelt. Der wichtigste Vorteil besteht darin, dass das Verfahren bis zu 257 verschiedene Pestizide in Früchten wie Tomaten und Orangen nachweisen kann – deutlich mehr als herkömmliche Methoden, die im Routinebetrieb typischerweise 100 bis 200 Substanzen detektieren.
Diese Zunahme nachweisbarer Verbindungen ermöglicht eine bessere Überwachung der Lebensmittelkette . Je mehr Rückstände gleichzeitig überwacht werden können, desto umfassender ist das Bild vom Gesundheitszustand des Obstes und Gemüses, das europäische Verbraucher erreicht, wo die Höchstmengen für Rückstände durch sehr strenge Vorschriften festgelegt sind.
Der in der Fachzeitschrift Analytica Chimica Acta im Artikel „Fortschritte in der Multiresiduen-Pestizidanalyse in Obst und Gemüse mittels Mikrofluss-Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Tandem-Massenspektrometrie“ detailliert beschriebene Vorschlag stellt eine fortschrittliche Alternative zu den Standardmethoden dar , die in amtlichen Laboren und Unternehmen der Agrar- und Lebensmittelbranche eingesetzt werden. Er kann bestehende Systeme ergänzen oder diese nach Etablierung seiner Anwendung mit der Zeit ersetzen.
Laut dem andalusischen Ministerium für Universität, Forschung und Innovation , das für die Verbreitung der Ergebnisse zuständig ist, ist dieser Fortschritt Teil der europäischen Politik zur Stärkung der Lebensmittelsicherheit und des Engagements für umweltfreundlichere Analysetechnologien, insbesondere in Regionen mit starker Obst- und Gemüseproduktion wie Südspanien.
Die Forscher betonen, dass die Innovation nicht nur in der Erkennung von mehr Molekülen liegt: Die Technik wurde so konzipiert, dass sie mit sehr kleinen Probenmengen und minimalem Verbrauch von Lösungsmitteln und Reagenzien funktioniert, was sie zu einem effizienteren Werkzeug für Labore macht – sowohl wissenschaftlich als auch wirtschaftlich.
So funktioniert die neue Methode: Mikro-Flow-LC-MS/MS
Kernstück dieses Vorschlags ist die Kombination von Mikrofluss-Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Tandem-Massenspektrometrie , in der Fachwelt als Mikrofluss-LC-MS/MS bekannt . Diese Technologie ermöglicht die simultane Trennung und den Nachweis einer Vielzahl von Pestiziden, die in Lebensmitteln in kaum wahrnehmbaren Mengen vorhanden sein können.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Flüssigchromatographiesystemen verwendet dieses Verfahren deutlich geringere Lösungsmittelflussraten und sehr kleine Probenvolumina. Diese Reduzierung des Arbeitsmaßstabs senkt nicht nur die Materialkosten, sondern verbessert auch die Empfindlichkeit der Analyse – also die Fähigkeit, extrem geringe Mengen einer Substanz nachzuweisen.
In Labortests hat die Methode ihre Fähigkeit unter Beweis gestellt, Pestizide in Konzentrationen von nur einem Tausendstel Milligramm pro Kilogramm Lebensmittel nachzuweisen. Um dies zu veranschaulichen, vergleichen die Forscher diese Menge mit einem Wassertropfen in einem olympischen Schwimmbecken – ein Bild, das die Präzision der mit diesem Aufbau erreichten chemischen Detektion verdeutlicht.
Der Studienleiter, Amadeo Rodríguez Fernández-Alba von der Universität Almería (UAL) , erklärte gegenüber der Descubre-Stiftung, dass der neue Ansatz „ die Empfindlichkeit und Präzision im Vergleich zu herkömmlichen Methoden beibehält und sogar verbessert “. Mit anderen Worten: Er liefert Ergebnisse, die mindestens genauso zuverlässig sind wie die derzeitigen Methoden, bietet aber zusätzlich die Möglichkeit, mehr Verbindungen und noch kleinere Mengen nachzuweisen.
Das Verfahren wurde anhand einer repräsentativen Auswahl realer Obst- und Gemüseproben, darunter Tomaten und Orangen – typische Produkte der mediterranen Landwirtschaft – , getestet . In allen Fällen war die Leistung des Systems konsistent, wobei die Art der Lebensmittelmatrix die Qualität der gewonnenen Daten nicht wesentlich beeinflusste.
Weniger Lösungsmittel und weniger Abfall: Grüne Chemie
Ein von den Autoren der Studie hervorgehobener Punkt ist der Einfluss, den diese Technik auf die Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks von Laboren haben kann . Die neue Methode benötigt etwa fünfmal weniger Lösungsmittel als die klassischen Methoden zur Multiresiduenanalyse von Pestiziden.
Die Einsparung von Lösungsmitteln führt direkt zu einem geringeren Aufkommen an chemischen Abfällen , die entsorgt und behandelt werden müssen. Dies senkt die Kosten der Abfallbehandlung und verringert die Exposition des technischen Personals gegenüber potenziell gefährlichen Stoffen – ein Aspekt, der nicht immer sichtbar ist, aber die Sicherheit am Arbeitsplatz beeinflusst.
Dieser Ansatz entspricht den Prinzipien der sogenannten grünen Chemie , einer Bewegung, die darauf abzielt, den Einsatz von Schadstoffen zu minimieren und nachhaltigere Prozesse entlang der gesamten Forschungs- und Produktionskette zu fördern. Im europäischen Kontext, wo die Umweltauflagen immer strenger werden, ist die Anwendung von Analysemethoden, die diese Kriterien erfüllen, ein Wettbewerbsvorteil für Prüfzentren.
Neben der Abfallreduzierung führt die Mikrofluss-Flüssigkeitschromatographie zu einem geringeren Energieverbrauch . Durch die Verarbeitung kleinerer Volumina und optimierter Analysezeiten wird weniger elektrische Energie für den Betrieb der Geräte und die Klimatisierung des Labors benötigt, was insbesondere in Einrichtungen mit einer hohen Anzahl täglicher Proben relevant ist.
Die Forscher betonen, dass die Einsparungen bei Lösungsmitteln und Energie neben dem ökologischen Nutzen auch zu geringeren Betriebskosten für öffentliche und private Labore führen, die routinemäßige Kontrollen von Obst und Gemüse durchführen – ein wichtiger Faktor in einem Sektor, in dem die Gewinnmargen oft gering sind.
Zuverlässige Ergebnisse bei allen Obst- und Gemüsesorten
Neben der verbesserten Sensitivität und Nachhaltigkeit ist einer der Hauptvorteile dieser Technik die geringe Beeinflussung durch die Lebensmittelmatrix . In der Praxis bedeutet dies, dass Eigenschaften wie Textur, Säuregehalt oder Zuckergehalt der einzelnen Obst- oder Gemüsesorten das Endergebnis der Analyse kaum beeinflussen.
In Tests mit Tomaten, Orangen und anderen Pflanzenproben zeigte das System ein stabiles und reproduzierbares Verhalten ohne signifikante, auf die Art des Lebensmittels zurückzuführende Abweichungen. Diese Stabilität ist für Labore entscheidend, um Ergebnisse zwischen verschiedenen Jahreszeiten, Anbaugebieten oder sogar zwischen verschiedenen Ländern innerhalb der Europäischen Union zu vergleichen.
Das Verfahren detektierte nicht nur eine größere Anzahl von Pestiziden (bis zu 257 Verbindungen) , sondern tat dies auch mit einer Genauigkeit und Reproduzierbarkeit, die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft als geeignet für die Integration in offizielle Qualitätskontrollprotokolle angesehen wird. Dies gewährleistet, dass zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführte Analysen vergleichbarer Proben übereinstimmende Ergebnisse liefern.
Um diese Zuverlässigkeit zu belegen, validierte das Team der Universität Almería die Methode anhand von 39 realen Proben gemäß den Kriterien der europäischen Richtlinien. Diese Validierung umfasst die Überprüfung der Nachweisgrenzen, der Präzision, der Richtigkeit und weiterer technischer Parameter, die die Eignung des Systems für den Routineeinsatz gewährleisten.
Die Bestätigung, dass das Verfahren den anspruchsvollen Standards der Europäischen Union im Bereich der Lebensmittelsicherheit entspricht, ebnet den Weg für seine Anwendung durch amtliche Kontrolllaboratorien und durch Unternehmen der Branche, die ihre Produkte in Märkte exportieren, in denen die Einhaltung der Gemeinschaftsvorschriften zwingend vorgeschrieben ist.
Anwendung in Laboren und nächste Schritte in Europa
Die Forscher schlagen nun die schrittweise Einführung dieser Technologie in den Laboren der Universität Almería vor. Diese Phase umfasst mehr als nur die Installation der Geräte; sie erfordert auch eine Reihe von regulatorischen Anpassungen und spezifischen Akkreditierungen . Solche Verfahren sind Standardpraxis bei der Integration einer neuen Analysemethode in amtliche Kontrollsysteme.
Trotz dieses zusätzlichen Aufwands betont das Team, dass die Vorteile klar auf der Hand liegen: reduzierter Lösungsmittelverbrauch , geringere Entstehung organischer Abfälle, verringerter Energieverbrauch und letztendlich ein Pestizidrückstandsanalysemodell, das besser mit den Umweltprioritäten der Europäischen Union übereinstimmt.
Rodríguez Fernández-Alba selbst betont, dass die Einführung des Systems eine nicht nur präzisere , sondern auch nachhaltigere und wirtschaftlichere Rückstandsanalyse in Lebensmitteln ermöglicht . Angesichts der zunehmend strengeren Kontrollen und der steigenden Anforderungen an Transparenz in der Lebensmittelkette ist eine Methode, die Kosten senkt, ohne die Qualität zu beeinträchtigen, besonders relevant.
Dieses Projekt wurde von der Europäischen Kommission gefördert und verknüpft die Forschung mit EU-Strategien zur Stärkung der Lebensmittelsicherheit und zur Förderung nachhaltigerer Produktions- und Kontrollmodelle. Die europäische Unterstützung legt zudem nahe, dass die Methode auch in anderen Mitgliedstaaten Anwendung finden könnte, die ihre Analyseprotokolle aktualisieren möchten.
Qualitätskontrolllaboratorien und Agrar- und Lebensmittelunternehmen, die mit großen Mengen an Obst und Gemüse arbeiten, könnten von einem Werkzeug profitieren, das die Analysezeiten beschleunigt und es ermöglicht, in einer einzigen Sitzung ein breiteres Spektrum an Pestiziden abzudecken. Dies ist besonders nützlich für Unternehmen, die in stark regulierte Märkte exportieren.
In einer Zeit, in der europäische Verbraucher zunehmend mehr Informationen über ihre Ernährung fordern, ist diese Methode aufgrund ihrer höheren Sensitivität, des breiteren Spektrums an Inhaltsstoffen und der geringeren Umweltbelastung eine vielversprechende Option, um das Vertrauen in die Sicherheit von Obst und Gemüse zu stärken. Die Wissenschaft hat in diesem Fall das „chemische Radar“, das überwacht, was auf unseren Tellern landet, verfeinert und damit gezeigt, dass eine bessere Kontrolle von Pestiziden bei gleichzeitigem Schutz unseres Planeten möglich ist.
