Wenn wir an den Begriff „Bio“ denken, bringen wir ihn meist mit Lebensmitteln in Verbindung, die auf natürliche Weise erzeugt werden und dadurch Gesundheitsvorteile bieten. Deshalb sind als „Bio“ gekennzeichnete Produkte oft teurer und sollen das Bedürfnis der Konsumenten nach Wohlbefinden erfüllen. Aber was bedeutet „Bio“ eigentlich wirklich? Häufig ist der Begriff emotional besetzt und stellt gleichzeitig aus rechtlicher Sicht eine Zertifizierung bzw. rechtlich bindende Beschreibung dar. Doch wie kann man Produkte, die ein schickes Wohlfühl- Label tragen, von Produkten unterscheiden, die allem Anschein nach eher industriell hergestellt wurden? Was macht ein „Bio“-Produkt aus und wie kann man diesem Verkaufsversprechen tatsächlich vertrauen?

Antworten darauf finden sich in der Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS) und der Arbeit von Professor Yu-wei Yuan von der Zhejiang Academy of Agricultural Sciences (ZAAS). Er nutzt die Stabilisotopen- und Mineralelementanalyse, um mehr über landwirtschaftliche Erzeugnisse und deren geografische Herkunft herauszufinden.

„Bio-Produkte müssen gemäß einer Reihe von Standards hergestellt werden und eine Prüfung und Zertifizierung bestehen“, erklärt Professor Yuan. „Pestizidrückstände, Schwermetallgehalt und andere Parameter müssen den Auflagen entsprechen und die Ausgangsstoffe müssen biologischen Ursprungs sein. Während sich die Vorgaben in verschiedenen Ländern unterscheiden, stellt die Internationale Vereinigung der ökologischen Landbaubewegungen (IFOAM) wichtige Richtlinien für die globale Entwicklung der biologischen Landwirtschaft bereit und ist die weltweite Dachorganisation für diesen Bereich.“

Warum sollte man auf „Bio“ setzen? „Ich persönlich denke, Verbraucher sollten biologisch erzeugte landwirtschaftliche Produkte kaufen, die der harmonischen Koexistenz von Mensch und Natur und der Nachhaltigkeit Rechnung tragen,“ sagt Professor Yuan. „Verbraucher sollten bereit sein für biologisch erzeugte Produkte mehr zu zahlen. Oft sind diese gesünder und hochwertiger, enthalten mehr Nährstoffe und sind insgesamt sicherer. Das motiviert auch Hersteller, auf biologisch erzeugte Lebensmittel zu setzen und so Umweltverschmutzung und Kohlenstoffemissionen zu reduzieren.“

Mit seiner Meinung ist er nicht allein. Im Rahmen einer 2021 von der Public Library of Science (PLOS) durchgeführten Studie wurden Verbraucher gefragt, warum sie sich für biologisch erzeugte Lebensmittel entschieden haben. Als Hauptgründe gaben die Befragten an, dass diese Produkte „gesund“ (48 %), „pestizidfrei“ (19 %) und „umweltfreundlich“ (15 %) seien. Eine andere, in der Fachzeitschrift „Agriculture“ veröffentlichte Studie kam zu dem Schluss, dass Verbraucher als „Bio“ gekennzeichneten Lebensmitteln mehr Vertrauen entgegenbringen und diese als Beitrag zur Unterstützung einer nachhaltigen Entwicklung betrachten.

Obwohl dies widersprüchlich erscheinen mag, ist „Bio“ ein großes Geschäft. Im Jahr 2019 gaben Europäer mehr als 45 Milliarden Euro für biologisch erzeugte Lebensmittel aus – Tendenz steigend. Die Stabilisotopenanalyse gestattet einen Blick hinter die „biologische Fassade“. Sie schafft damit nicht nur Verbrauchervertrauen, sondern trägt auch dazu bei, die Interessen von Handel und Lebensmittelmarken zu sichern.

„Produkte, die ein Bio-Label tragen, sind nicht notwendigerweise tatsächlich Bio-Produkte“, betont Professor Yuan. „Mithilfe der Analyse von δ¹³C können wir erkennen, ob Honig verfälscht wurde, indem wir die Quelle zugesetzter C₄-Zucker feststellen, zum Beispiel Maissirup. Mithilfe von δ¹⁵N können organische Dünger erkannt werden. Anhand der Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Wasserstoff- oder Sauerstoffisotope kann auch festgestellt werden, woher landwirtschaftliche Produkte stammen – etwa im Falle von europäischem Wein oder Olivenöl, chinesischem Tee oder neuseeländischem Honig.“

Das Team von Professor Yuan setzt unsere EA-IRMS-Technologie ein, um die Produktsicherheit, geografische Herkunft, Zusammensetzung und natürlich die Frage zu untersuchen, ob etwas als „Bio“ bezeichnet werden kann oder nicht. „In den vergangenen 20 Jahren sind die Verfahren zur Identifizierung biologischer Lebensmittel von der δ¹⁵N-Identifizierung bis hin zur Identifizierung verschiedenster Isotope deutlich präziser geworden.  Im Vergleich zu anderen Indikatoren ist der Wert von δ¹⁵N naheliegend, da der verstärkte Einsatz von organischem Dünger zu einem Anstieg von δ¹⁵N führt.

Bei gleichzeitigem Einsatz von organischem und chemischem Dünger können jedoch auch die Isotopenwerte von organischem Dünger allein erreicht werden", erläutert Professor Yuan. „Wir betrachten unterschiedlichste Faktoren wie Verarbeitungsmodi, Dünger oder etwa den Einfluss von Licht und Temperatur auf die Isotopenverhältnisse. Beispielsweise sehen wir uns an, wie sich unterschiedliche Probenaufbereitungen auf die CNSOH-Isotope auswirken oder was Licht und Temperatur mit den CNSOH-Isotopen machen.“