Differenzierung von Hausschwein- (Sus scrofa domesticus) und Wildschweinfleisch (Sus scrofa) mittels 1H-NMR-Spektroskopie

Wagner L., Kaufmann M., Lange F., Bergmann M.
Differenzierung von Hausschwein- (Sus scrofa domesticus) und Wildschweinfleisch (Sus scrofa) mittels 1H-NMR-Spektroskopie
Vortrag im Rahmen der Arbeitstagung des Regionalverbands Nordost der Lebensmittelchemischen Gesellschaft, 20./21.03.2023

Ernährungsbewusste Verbraucher*innen sind auf der Suche nach Lebensmitteln, die gewisse Qualitätsmerkmale besitzen. Positive Eigenschaften weist z.B. Wildschweinfleisch auf. Es gilt als schmackhaft und vergleichsweise gesund, da es reich an Mineralstoffen und Spurenelementen ist und außerdem weniger Fett enthält als das Fleisch von konventionell gehaltenen Hausschweinen. Konsument*innen sind daher in der Regel bereit, einen höheren Preis für die Qualitätsbezeichnung „Wild“ zu bezahlen. Das wiederum bietet für Lebensmittelbetrüger einen finanziellen Anreiz, aus Hausschweinefleisch hergestellte Produkte fälschlicherweise als Wildfleisch-Produkte zu vermarkten.
Verschiedene Studien haben gezeigt, dass mittels kernmagnetischer Resonanzspektroskopie (NMR-Spektroskopie) Lebensmittelverfälschungen nachgewiesen werden können. Vor allem in Kombination mit Metabolomics-basierten Analysemethoden und multivariater Datenauswertung ist es möglich, Unterschiede zwischen verschiedenen Probenmaterialien zu erfassen und Veränderungen kleiner organischer Moleküle, wie z.B. Zucker, Lipide und Aminosäuren, zu identifizieren und zu quantifizieren. [1]
In diesem Zusammenhang wurde das Fleisch von je 30 Wild- und Hausschweinen untersucht. Die gefriergetrockneten Proben wurden mit verschiedenen Lösungsmitteln extrahiert. Aus den Extrakten erfolgte die Analyse der wässrigen polaren und organischen apolaren Phase mittels eines 600 MHz NMR Spektrometers. Für die Auswertung der erzeugten 1H NMR Daten wurde ein non-target Ansatz verwendet. Bei der multivariaten Datenanalyse erfolgte zur Gewinnung eines ersten Überblicks zunächst eine Hauptkomponentenanalyse (PCA), anschließend wurde ein orthogonales Diskriminanzanalysemodell der partiellen kleinsten Quadrate (OPLS-DA) erstellt, um das Metabolitenprofil von Haus- und Wildschweinfleisch detaillierter zu untersuchen. Das Modell zeigt deutlich, dass diverse Metaboliten zur Unterscheidung der beiden Fleischsorten beitragen. In der wässrigen polaren Phase wurden beim Hausschweinefleisch höhere Gehalte u.a. an Laktat und Kreatin festgestellt, während das Fleisch der untersuchten Wildschweine höhere Gehalte der Aminosäuren Alanin und Glutamin aufwies. Außerdem konnten das Singulett der Fumarsäure bei 6,51 ppm sowie das Doppeldublett der Äpfelsäure bei 4,29 ppm als Markersignale für Wildschweinfleisch identifiziert werden. In der organischen apolaren Phase wurden ebenfalls geringe Unterschiede bei den Lipiden v.a. im Bereich 1.61 ppm festgestellt.
Insgesamt konnte gezeigt werden, dass dieser non-target NMR-Ansatz einen Beitrag zur Differenzierung von Wild- und Hausschweinefleisch leisten kann.

Literatur
[1] D.S. Wishart, Trends in Food Science and Technology. 2008, 19(9): 482-493