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Entwicklung und Validierung neuer Methoden für den qualitativen Nachweis und die quantitative Bestimmung von Fischen, Krebs- und Weichtieren sowie Insekten als potentielle Lebensmittelallergene (AQUALLERG-ID)

04/2019-03/2022

Das Drittmittelprojekt wird im Rahmen der BfR-Forschung zur Authentizitätsprüfung von Lebens- und Futtermitteln durchgeführt.

Förderprogramm des BMEL: Innovationsförderung

Förderkennzeichen der BLE: 281A103016

Internetseite des Drittmittelprojektes: -

Beschreibung des Projektes:

Das Projekt AQUALLERG-ID verfolgt das übergreifende Ziel, die derzeitigen Lücken hinsichtlich der Analytik extrem artenreicher Allergengruppen zu schließen. Dabei finden auch erstmalig Insekten, welche wie die Krebstiere zu den Gliederfüßern zählen,  als neuartige Lebens- und Futtermittel Beachtung.

Fische, Krebstiere und Meeresfrüchte werden weltweit als hochwertige Nahrungsmittel geschätzt. Im Jahr 2014 lag die globale Gesamtproduktion bei über 140 Mio t Fisch, 23 Mio t mariner Weichtiere und 13 Mio t Krustentieren. Der Anteil aus Aquakultur lag bei ca. 36 % für Fisch, 50 % für Krustentiere und > 65 % für Mollusken. In Deutschland wurden für das Jahr 2015 2,13 Mio t Fisch und Fischereierzeugnisse mit einem Importanteil von 88 % registriert. Doch nicht für alle Verbraucher ist der Genuss unbedenklich.

Wasser- und Weichtiere zählen bei häufigem und regelmäßigem Kontakt zu äußerst potenten Allergieauslösern sowohl nach Verzehr als auch für Mitarbeitenden in der verarbeitenden Industrie. Die Symptome reichen von asthmatischen Beschwerden, Ekzemen und Ödemen bis zu anaphylaktischen Schockreaktionen. Zudem sind die allergieauslösenden Proteine, wie Parvalbumin bei Fischen oder Tropomyosin bei Krebstieren, hitzeresistent, so dass verarbeitete Mischprodukte eine Quelle für versteckte Allergene darstellen. Zum Schutz von Verbraucherinnen und Verbraucher müssen daher Fisch, Weichtiere sowie Krustazeen EU-weit im Zutatenverzeichnis aufgeführt werden (VO (EU) Nr. 1169/2011). Dies stellt die Analytik vor eine gewaltige Herausforderung, denn das Gesetz verlangt die lückenlose Detektion von taxonomischen Gruppen, die zu den artenreichsten im Tierreich zählen. So ist erklärlich, dass gegenüber der relativ großen Auswahl an Nachweisverfahren für eindeutig definierte Spezies wie z. B. Nüsse oder Leguminosen (Soja, Erdnuss, Lupine) die Verfügbarkeit von Methoden für aquatische Organismen derzeit noch unbefriedigend ist.

Vor diesem Hintergrund sind dringend neue Verfahren erforderlich, um eine vollständige Warenkontrolle entlang der Handelswege bis zum Endprodukt zu ermöglichen und die Kennzeichnungspflicht zu überprüfen.

Teilprojekt des BfR:

Ziel des Teilprojektes am BfR ist die Entwicklung eines robusten und reproduzierbaren Screening-Assays auf Basis spezies-spezifischer DNA für aquatische Organismen. Dabei wird die für den Speziesnachweis bewährte real-time PCR (Polymerasekettenreaktion)-Technologie in einer effizienten neuen Variante eingesetzt welche dem Prinzip eines „Low-Density-Arrays“ (384 Mikro-Kavitäten) folgt. Hierdurch können viele Spezies und/oder Organismengruppen in einem Analysegang abgedeckt werden, wobei die üblichen Spezifitäts- und Sensitivitätsprobleme der derzeitigen Nachweisverfahren umgangen werden.

Das Arbeitsprogramm umfasst sowohl die Entwicklung neuer real-time PCR-Systeme als auch die Adaption eigener sowie publizierter Systeme. Der Ansatz wird im „Ready-to-Use“-Format bereitgestellt, d. h. der Anwender wird ausschließlich extrahierte DNA und Mastermix im Mikromaßstab (~ 3-10 µl/Kavität) zu den mit den PCR-Systemen vorbelegten Platten hinzu pipettieren. Sämtliche Reagenzien (Primer/Sonde) werden vorgelegt und durch Trocknung stabilisiert. Die Belegung („Spotting“) der Platten wird in diesem Projekt automatisiert durchgeführt, womit ein hohes Maß an Reproduzierbarkeit erreicht wird. Der Assay umfasst die regionalen Haupthandelsarten, aber auch in Deutschland seltenere Spezies, die auf dem Weltmarkt aufgrund hoher Fangquoten oder Produktionszahlen Bedeutung haben und im Import eine Rolle spielen können. Die Platten sind flexibel belegbar, womit je nach Fragestellung unterschiedliche Artenspektren abgedeckt werden können.

Die Speziesauswahl erfolgt auf Basis einer grundlegenden Recherche. Die Auswahl der real-time PCR-Systeme erfordert deren mögliche Adaption auf ein einheitliches Temperatur-/Zeitprogramm. Der Assay soll in zwei Varianten entwickelt werden. Zum einen wird ein Ansatz mit Hilfe eines SybrGreen-Mastermixes ohne Sondentechnologie entwickelt. Hierdurch werden die Kosten für das Screeningverfahren erheblich reduziert und das Verfahren vereinfacht. Zum anderen werden parallel Sonden-Assays entwickelt, welche den Vorgaben von Standardverfahren, die über eine Bestätigungsreaktion verfügen müssen, genügen. Die Verfahren werden publiziert und somit nach Projektende allen interessierten Kreisen uneingeschränkt zur Verfügung stehen. Zudem wird in enger Kooperation mit der Firma IMGM GmbH an neuen Verfahren auf Basis des Next Generation Sequencing (NGS) zum multiplen Sequenzieren von speziesspezifischer DNA („Metabarcoding“) gearbeitet.

Projektpartner:

• ifp Institut für Produktqualität GmbH
• IMGM Laboratories GmbH

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