Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) hat sich in der stetig wachsenden Welt der industriellen Landwirtschaft zu einem unverzichtbaren Werkzeug für die Lebensmittelanalyse entwickelt. Industrielle Landwirtschaft unterliegt strengen Produktqualitäts- und Regulierungsstandards. Dies stellt sicher, dass die angebauten Lebensmittelpflanzen innerhalb bestimmter Grenzen frei von Verunreinigungen sind. Nur so können die Lebensmittel auf dem globalen Markt verkauft und verwendet werden.
Die Dichotomie zwischen Gesundheit und Kommerzialität in der industriellen Landwirtschaft wird durch die weit verbreitete Verwendung von Agrochemikalien immer weiter verstärkt. So wünscht sich der Verbraucher in Deutschland möglichst nachhaltig produzierte Lebensmittel mit einem geringen Einsatz von Peztiziden. Die industrielle Landwirtschaft verwendet jedoch häufig Pestizide, um den Ertrag sicherzustellen. HPLC wird häufig zum Nachweis von Pestizidrückständen in Lebensmitteln eingesetzt. Eine breite Palette von Säulenmaterialien und Detektoren unterstützt die Durchführung äußerst genauer Lebensmittelqualitäten und behördlicher Kontrollen.
In diesem Artikel untersucht Knauer die Gesundheitsdebatte um Pestizide und wie die HPLC weiterhin zu einer qualitativ hochwertigen Lebensmittelversorgung für eine wachsende Weltbevölkerung beiträgt.
Geschichte der Pestizidverordnung
Agrochemikalien werden seit Jahrtausenden zur Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Ökosysteme eingesetzt. Der erste bekannte Einsatz eines Pestizids wurde vor ungefähr 4.500 Jahren verzeichnet, als die Landwirte im alten Sumer Getreide mit Schwefelverbindungen bestäubten, um Schädlinge und Insekten zu bekämpfen. In der Neuzeit wurden kompliziertere Methoden angewendet, und eine boomende Weltbevölkerung musste die Landwirtschaft intensivieren, um die exponentiell wachsende Nachfrage nach Nahrungsmitteln zu befriedigen.
In den 1950er Jahren wurden die ersten Agrochemikalien im industriellen Maßstab freigesetzt. Unter diesen befand sich β-Hexachlorcyclohexan (B-HCH), ein Organochlorid, das zur Verbesserung der Ernteerträge entwickelt wurde. Studien zeigten jedoch schließlich, dass B-HCH sowohl für Tiere als auch für Menschen neurotoxisch war, und die Verbindung wurde anschließend für die Verwendung in der Landwirtschaft verboten.
B-HCH war nicht nur für die Verbraucher mit erheblichen akuten und chronischen Gesundheitsrisiken verbunden, sondern wurde auf der Stockholmer Konvention im Jahr 2001 auch von der internationalen Gemeinschaft als persistenter organischer Schadstoff (POP) eingestuft [1]. Dies definiert ein gefährliches Material, das gegenüber Umweltzerstörung beständig ist. Andere, nicht zum Patent angemeldete Pestizide wie Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) haben sich nach jahrelanger Anwendung in Böden und Grundwasser als umweltschädlich erwiesen.
Die Europäische Union hat äußerst strenge Grenzwerte für Pestizidrückstände in Lebensmitteln festgelegt. Diese haben sich bei der Verringerung der Konzentration von legalen Pestiziden in im Handel erhältlichen Produkten als sehr wirksam erwiesen. Nur 2% der getesteten Produkte überschritten die gesetzlichen Grenzwerte für Pestizidrückstände, und diese stellten immer noch kein Risiko für die menschliche Gesundheit dar [2]. Die Debatte um Pestizide und die menschliche Gesundheit dauert jedoch an.
Die Rolle der HPLC bei der Analyse von Pestizidrückständen
Die HPLC bietet eine Reihe robuster Ansätze für die Analyse von Pestizidrückständen und Lebensmitteln. Die Umkehrphasen-Flüssigkeitschromatographie (Reversed Phase LC) mit UV-Detektion ist aufgrund der Universalität des Detektionsmodus eine der häufigsten HPLC-Techniken zur Analyse von Pestiziden. Dies ist wichtig, um sicherzustellen, dass die akzeptierten Pestizidgehalte unterhalb der akzeptierten Sicherheitsgrenzen für den menschlichen Verzehr bleiben. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) spielt auf die Bedeutung der Prüfung von Pestizidrückständen an:
„Keines der Pestizide, die heute im internationalen Handel für Lebensmittel zugelassen sind, ist genotoxisch (schädlich für die DNA, was zu Mutationen oder Krebs führen kann). Unerwünschte Wirkungen dieser Pestizide treten erst ab einem bestimmten sicheren Expositionsniveau auf. “[3]
HPLC ist eine der wichtigsten Techniken zur Aufrechterhaltung der oben genannten sicheren Werte.
Vor dem HPLC-Test ist es jedoch oft ratsam, die Probenvorbereitung und -reinigung durchzuführen. Dies wird typischerweise durch die Art der Probe bestimmt. HPLC-Säulen eignen sich im Allgemeinen für wässrige Proben, sind jedoch mit höhermolekularen Matrices nicht so vielseitig einsetzbar. Olivenöl hat beispielsweise eine hochmolekulare Matrix, was die Analyse über HPLC sehr schwierig macht. Die Größenausschlusschromatographie (SEC) wird üblicherweise verwendet, um Pestizide zu extrahieren und polare und unpolare Verbindungen zu reinigen, bevor sie über HPLC charakterisiert werden.
HPLC-Lebensmittelanalyse mit Knauer
Neben einer Reihe von HPLC-Instrumenten und -Werkzeugen bietet Knauer das AZURA® GPC Cleanup System zur automatisierten Probenreinigung von Rückständen von Mehrfachpestiziden in komplexen Proben an. Es kann dabei helfen, Matrixeffekte zu reduzieren und die Wiederfindung für interessierende Verbindungen um bis zu 70% zu verbessern. Dieses äußerst effiziente System zeigt, dass wir zunehmend in der Lage sind, in einem zunehmend herausfordernden Markt behilflich zu sein, Lebensmittel zu prüfen und ihre Qualität zu kontrollieren.
Wenn Sie mehr über die Durchführung von Pestizidrückstandsanalysen erfahren möchten, können Sie uns gerne kontaktieren.
Quellen:
[1] https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/pesticide-residues-in-food
[2] https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2017.4791
[3] https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/pesticide-residues-in-food
Diese Applikation beschreibt ein Probenreinigungsverfahren zur Analyse von Pestizidrückständen in Olivenöl in Vorbereitung für die weitere Analyse.
Diese Applikation beschreibt die Bestimmung von Carbamatinsektiziden. Carbamate variieren in ihrem Wirkungsspektrum, ihrer Toxizität für Säugetiere, und ihrer Persistenz.
Die Analyse von Lebensmitteln ist unerlässlich, um die Produktqualität sicherzustellen, Vorschriften einzuhalten und die Anforderungen an Lebensmittelstandards, -spezifikationen und -kennzeichnungen zu erfüllen.
Die GPC-Reinigung (Gelpermeationschromatographie) wird hauptsächlich zur Durchführung allgemeiner Reinigungsaufgaben an einer Vielzahl von Probenmatrices wie Lebensmitteln, Geweben, Pflanzen und Umweltproben eingesetzt. KNAUER's ausgezeichnetes GPC Cleanup-System automatisiert arbeitsintensive und zeitaufwändige Reinigungsaufgaben auf Basis der Gelpermeationschromatographie (GPC) damit Sie keine Zeit mit der manuellen Probenvorbereitung verlieren.
