Auf Lebensmittelverpackungen sind Nährwerte, Zutaten und Allergene angegeben. Auf einer Wasserflasche kann man sogar sehen, wie hoch der Gehalt an Spurenelementen ist. Das verschafft uns eine gute Vorstellung davon, was wir essen und trinken. Aber was ist mit stabilen Isotopen? Wenn wir die Verhältnisse dieser nicht radioaktiven Isotope messen, können wir zwischen einem authentischen Produkt und einem Produkt unterscheiden, das verfälscht wurde oder nicht von dem Ort stammt, der auf dem Etikett angegeben wurde. Die Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS; isotope ratio mass spectrometry) wird eingesetzt, um die einzigartige chemische Signatur verschiedener Produkte und Komponenten zu ermitteln. Das liefert uns tiefgehende Informationen über die Lebensmittel, die wir zu uns nehmen.

Viele Lebensmittel haben einen spezifischen isotopischen Fingerabdruck, mit dem sie sich von Analogprodukten unterscheiden lassen. IRMS kann eingesetzt werden, um diesen Fingerabdruck sichtbar zu machen. Dies ist das Spezialgebiet von Mike Seed. Er ist als Strategic IRMS Marketing Manager bei Elementar UK tätig und auf Stabilisotopenmessungen spezialisiert.

„Woher weiß man, woher Wasser wirklich stammt?“, fragt Seed provokativ. „Es setzt sich immer aus Wasserstoff und Sauerstoff zusammen und ist im ganzen Universum chemisch identisch“, erklärt er. „Interessant wird es, wenn wir uns die Prozesse anschauen, die Wasser in verschiedenen Umgebungen durchlaufen hat. Wir können das Verhältnis eines schweren Isotops zu einem leichten messen, z. B. δ¹⁸O:δ¹⁶O. Dies ist das spezifische Ergebnis aus verschiedenen biologischen, chemischen oder physikalischen Prozessen. Zum Beispiel ist das Meer am Äquator wärmer als in höheren Breitengraden. Das bedeutet, dass das schwerere Isotop mit höherer Wahrscheinlichkeit einen Verdampfungsprozess durchläuft. Niederschlag am Äquator ist also isotopisch schwerer als Niederschlag an den Polen, weil anteilig höhere Mengen des schwereren Isotops in die Atmosphäre verdampft und zu Regen geworden sind. Wenn man sich in höhere Breitengrade bewegt, in Richtung Nord- oder Südpol, verändert sich das Verhältnis von isotopisch leichtem zu schwerem Wasser. Daran können wir erkennen, ob es aus polaren Regionen, vom Äquator oder irgendwo dazwischen stammt.“

Die IRMS kann uns also zum Beispiel sagen, ob ein Wasser wirklich ein Produkt aus einer tropischen Quelle ist oder ob es sich um abgefülltes Leitungswasser aus Nordeuropa handelt. Diese Analyse verschafft uns ein tiefgreifendes Verständnis der biogeochemischen Prozesse, die während der Bildung der Elemente abgelaufen sind, die in den von uns konsumierten Produkten stecken. Dieses Wissen ist nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht wertvoll, sondern es sagt uns auch, ob unser Essen und unsere Getränke den Angaben auf ihrer Verpackung entsprechen.

Von italienischem Parmesankäse über französischen Bordeaux-Wein bis hin zu englischen Melton Mowbray Pies oder deutscher Bratwurst – geschützte Herkunftsbezeichnungen liefern den Verbrauchern nicht nur Informationen darüber, was sie konsumieren. Sie sind auch ein wesentlicher Bestandteil international anerkannter Lebensmittel- und Getränkemarken. Lebensmittelbetrug kostet die Weltwirtschaft jedes Jahr mehrere Milliarden Dollar. Von als Rind gekennzeichnetem Pferdefleisch bis hin zu fälschlicherweise als nativ extra verkauftem Olivenöl haben es zahlreiche skrupellose Praktiken in die Schlagzeilen geschafft, die das Vertrauen der Verbraucher schädigen und zu finanziellen Verlusten führen. In diesem Kontext ist die IRMS ein wertvolles Hilfsmittel für Marken, mit dem sie die Herkunft ihrer Produkte nachweisen und sicherstellen können, dass ihre Lieferketten vertrauenswürdige Zutaten liefern.

„Ich liebe die Stabilisotopenanalyse, weil wir damit so viele verschiedene Anwendungen abdecken können“, sagt Seed. „Bei vielen Fällen von Lebensmittelbetrug geht es um Premiumprodukte, die einen größeren finanziellen Anreiz zur Täuschung der Verbraucher bieten. Nehmen wir zum Beispiel Trüffel. Deren Geschmacksprofile lassen sich im Labor erzeugen und ein Blindverkoster wäre nicht in der Lage zu sagen, ob es sich um echte oder künstliche Trüffel handelt. Mit der Stabilisotopenanalyse lässt sich genau bestimmen, ob ein Lebensmittel von einem Bauern mit seinem Hund gefunden oder im Reagenzglas hergestellt wurde. Die Stabilisotopenanalyse ist wirklich das Einzige, das Betrüger davon abhält, ihre Gewinne durch die Täuschung der Verbraucher zu steigern.“

Auch angesichts der steigenden Nachfrage nach Bio-Lebensmitteln aus nachhaltigerem Anbau bietet die IRMS einen unschätzbaren Wert für Unternehmen und Verbraucher. „Lebensmittel, die mit hochwertigen Prozessen auf natürliche Weise hergestellt werden, verdienen es, geschützt zu werden“, meint Seed. „Auch die Menschen, die sie produzieren, verdienen es, von der Arbeit zu profitieren, die sie oft über Generationen hineinstecken.“ Allerdings ist es nicht immer einfach, die Stabilisotopenanalyse anzuwenden, da manche Produkte aus Dutzenden von Zutaten bestehen. „In Japan wird zum Beispiel diskutiert, ob der Herkunftsort aller Zutaten auf den Lebensmittelverpackungen stehen soll“, erklärt Seed. Doch trotz dieser Herausforderungen kann IRMS zu mehr Transparenz und Lebensmittelsicherheit beitragen.