Nachweis der geografischen Herkunft von Pistazien anhand der Stabilisotopenverhältnisse

German. Im weltweiten Pistazienhandel kommt es immer wieder zu Verfälschungen, weil iranischePistazien umetikettiert und als teurere, amerikanische Ware verkauft oder amerikanischenPistazien beigemischt werden. Dadurch wird der Verbraucher nicht nur gemäß §11 desLFGB's getäuscht, sondern evtl. sogar gesundheitlich gefährdet. Iranische und auch türkischePistazien müssen per Gesetz vor dem Import in die EU auf ihre Aflatoxinbelastung hinuntersucht werden, weil diese häufig zu hoch ist, während amerikanische Pistazien keinerVorführpflicht unterliegen. Es steht der Lebensmittelüberwachung jedoch bisher noch keineMethode zur Verfügung, mit der die Herkunft von Pistazien eindeutig bestimmt und die Etikettierungüberprüft werden kann.In dieser Arbeit wird nun ein Diskriminanzmodell vorgestellt, welches mit Hilfe der IRMSMesstechnikeine eindeutige Authentizitätsbestimmung von Pistazien aus den drei HauptproduktionsländernIran, USA und Türkei leistet.Zur Erstellung dieser Methode wurde zuerst die Messmethodik sehr genau überprüft, um dieGültigkeit und Verwendbarkeit der Ergebnisse abzusichern. So sind Feststoffarbeitsstandardsfür alle gemessenen Isotope und die Referenzgase gegen zertifizierte Referenzmaterialienkalibriert und ihre Eignung und die Beherrschung der Messmethode durch den positivausgefallenen Vergleich mit den Herstellerangaben der Gerätepräzisionen überprüft worden.Durch die Führung von Qualitätsregelkarten mit in jeder Sequenz vermessene Gerätekontrollprobenkonnte jederzeit kontrolliert werden, dass die Stabilität der Referenzgase undaller verwendeten Materialen und Chemikalien über den Messzeitraum hinweg (ca. ein Jahr)gegeben war. Durch eine Alterungsstudie konnte außerdem der Beweis erbracht werden,dass sich auch die Stabilisotopenverhältnisse des Analyten selber, den Pistazienproben,nicht veränderten sondern stabil blieben. Da mit der 13C-, 15N- und 18O-Methode richtige,wiederholbare und vergleichbare Ergebnisse produziert wurden, konnten sie im Zuge dieserUntersuchung auch validiert werden. Weitere Voruntersuchungen ergaben, dass eine Vermahlungvon 20 g Pistazienkernen mit Haut pro Probe (Handelsverpackung) statistisch ausreichendist und auch aus den kleinsten Handelspackungen (50 g) noch gewonnen werdenkann. Die Verwendung der Pistazienschale als Probenmaterial entfiel aufgrund fehlendenStickstoffvorkommens, ihrer extremen Härte und weil im Handel auch schalenlose Pistazienangeboten werden. Die biologische Streubreite einer Pistazienhandelsverpackung wurdezufrieden stellend zu <1 % ermittelt.Des Weiteren hat sich gezeigt, dass sowohl die Soxhlet-Extraktion als auch die ASE zurGewinnung des Pistazienöls und des entfetteten Rückstands diskriminierungsfrei arbeitenund die Verwendung des Pistazienöls für die IRMS-Messung sehr vorteilhaft ist, da die Flüssigkeiteine wesentlich homogenere Matrix darstellt und dadurch kleinere Standardabweichungenresultieren. Auch für die Verarbeitungsschritte "Röstung" und "Salzung" kann Diskriminierungsfreiheitangenommen werden, da der Betrag der Diskriminierung, der durch dieRöstung und/oder Salzung eingebracht wird, vernachlässigbar klein im Vergleich zur biologischenStreubreite ist.Nach der Absicherung der Methodik wurden 101 authentischen Pistazienproben mit derIRMS vermessen. Es wurde jeweils das 13C/12C-, 15N/14N- und 18O/16O-Verhältnis der vermahlenenProbe, des daraus gewonnenen Pistazienöls und des verbleibenden entfettetenRückstands bestimmt und die Ù-Wertergebnisse danach eingehend statistisch untersucht.Ihre Betrachtung in Box-Plot-Darstellungen und x-y-Streudiagrammen zeigte schon das sehrgute Potential der gewählten Stabilisotopenvariablen, den authentischen Pistaziendatensatznach Ländern zu trennen. Mit Hilfe von drei verschiedenen Tests wurde dieser anschließendvon Ausreißern bereinigt, sowie die Daten auf ihre Normalverteilung, Varianzhomogenität,Gruppenunterschiede und Korrelation hin analysiert. Erst nachdem all diese Punkte zur Zu122Bundesinstitut für Risikobewertungfriedenheit überprüft wurden, ist der authentische Datensatz zur multivariaten Datenanalysezugelassen worden.Zur multivariaten Untersuchung des authentischen Datensatzes wurde zuerst die Hauptkomponentenanalyseherangezogen, um dessen Struktur zu überprüfen. Mit ihr kann getestetund sichergestellt werden, dass die gemessenen Variablen ohne jegliche Vorgabe der Herkunftdas Datenmaterial nach Ländern trennen und somit zur Herkunftsbestimmung geeignetsind. Das Ergebnis war eine vollständige Trennung der drei Länder voneinander, so dass derauthentische Datensatz weiter mit einem strukturen-prüfenden Verfahren untersucht werdenkonnte. Aufgrund der Art der Daten kam als Klassifikationsmodell nur die Diskriminanzanalysein Frage. Auch hier wurde eine vollständige Trennung der drei Länder erreicht und somitkonnte ein Klassifizierungsmodell erstellt werden, mit dem die Herkunft neuer, zweifelhafteroder unbekannter Pistazienproben festgestellt werden kann. Das System hat die Variablen"Ù18O Öl", "Ù13C Öl" und "Ù15N Rückstand" als aussagekräftigste Variablen zur Erstellung desDiskriminanzmodells ausgewählt, jedoch zeigte die Prüfung der Sicherheit des Modells mitden drei einschlägigen Schätzverfahren (R-, L- und H-Methode), dass die Stickstoffvariablenicht unbedingt mit einbezogen werden muss. Eine echte Laboranwendbarkeit ist außerdemgegeben, da die linearen Klassifikationsfunktionen nach Fisher anwendbar sind.Mit 63 weiteren Proben wurden durch Anwendungsbeispiele die Stärken und Schwächen derMethode aufgezeigt.