Untersuchung von Hühnereiern mittels kernmagnetischer Resonanzspektroskopie (NMR)

Hühnereier gehören weltweit zu den beliebtesten Eiern. In Deutschland gibt es insgesamt vier offizielle Haltungsformen (ausgestaltete Käfighaltung, Bodenhaltung, Freilandhaltung, biologische Haltung) deren Anforderungen an Platzangebot, Ausstattung des Stalls, Futter und Auslauf in den entsprechenden EU-Verordnungen geregelt sind. Die Haltungsart und die Herkunft werden bei jedem Hühnerei in Form eines Erzeugercodes auf der Schale angebracht. Eine Überprüfung der angegebenen Haltungsart mittels analytischer Methoden ist nach heutigem Stand nicht möglich.
Die kernmagnetische Resonanzspektroskopie (NMR) bietet die Möglichkeit die Inhaltsstoffe von Eiern verschiedener Haltungssysteme mittels unterschiedlicher Methoden zu analysieren. In der vorliegenden Arbeit wird eine geeignete Fettextraktionsmethode entwickelt, die es ermöglicht, im Eifett enthaltenen Inhaltstoffe mittels 1H, 13C und 31P NMR zu charakterisieren. Für einen Vergleich mit konventionellen fettanalytischen Methoden werden die extrahierten Eifette hierbei mittels GC-FID auf ihre Fettsäureverteilung hin untersucht. Insgesamt werden 382 Hühnereierproben für die Analysen verwendet. ... mehr
Bei der Untersuchung der Fettsäureverteilung mittels GC-FID zeigt sich, dass bei insgesamt fünf Fettsäuren signifikante Unterschiede im Anteil bezüglich der Haltungsart zu erkennen sind. Diese sind die Palmitinsäure, die Stearinsäure, die Linolsäure, die α-Linolensäure und die Docosahexaensäure (DHA). Die ungesättigten Fettsäuren (Linolsäure, α-Linolensäure, DHA) zeigen im Mittel einen signifikant höheren prozentualen Anteil am Gesamtfett bei den Eierproben aus biologischer Haltung.
Mit Hilfe von multivariaten statistischen Verfahren, wie der Hauptkomponenten-analyse (PCA) oder der linearen Diskriminanzanalyse (LDA), wird ein Modell aus den 1H NMR Daten zur Überprüfung der Haltungsart entwickelt. Die Validierung dieses Modells erfolgt im Rahmen einer Monte Carlo Kreuzvalidierung und mit Hilfe externer Proben. Das so erstellte Klassifizierungsmodell zeigt eine richtige Zuordnung von rund 95 % der biologischen und konventionellen Proben. Durch eine univariate Datenanlyse, welche auf einem Kruskal-Wallis Test basiert, können die Unterschiede in den Daten der Haltungsgruppen unter anderem auf einen höheren Anteil der mehrfach ungesättigten Fettsäuren zurückgeführt werden. Dies ist wiederum in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Fettsäureverteilung mittels GC-FID.
Abschließend kann festgehalten werden, dass die 1H NMR in Verbindung mit multivariaten statistischen Methoden in der Lage ist, zwischen biologisch und konventionell erzeugten Hühnereiern zu unterscheiden.