Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen

Die Analyse- und Messinstrumente von Shimadzu unterstützen weiterhin die Lebensmittelsicherheit.

Analyse von Lebensmittelzusatzstoffen und Rückständen von Agrarchemikalien

In den 1960er- und 1970er-Jahren war die Sicherheit und Zuverlässigkeit der japanischen Lebensmittelversorgung durch ein gravierendes Problem bedroht: den Gehalt an Zusatzstoffen und chemischen Substanzen in Lebensmitteln sowie die Gefahren für die menschliche Gesundheit und die Umwelt durch Agrarchemikalien und andere Substanzen, die im Zuge der Massenproduktion landwirtschaftlicher Produkte zur Bekämpfung der Nachkriegs-Lebensmittelknappheit eingesetzt wurden.

Als weltweit Länder Maßnahmen gegen diese Substanzen ergriffen, erließ Japan 1947 sein Lebensmittelhygienegesetz. Erstmals wurden Lebensmittelzusatzstoffe definiert, später kamen neue hinzu und die Grenzwerte wurden überarbeitet. 1968 wurden zudem Grenzwerte für Rückstände von Agrarchemikalien in Lebensmitteln festgelegt. Die Einhaltung dieser Grenzwerte war fortan Voraussetzung für den Verkauf von Lebensmitteln.

Die Analyse- und Messgeräte von Shimadzu spielten eine wichtige Rolle bei der Formulierung und Aktualisierung dieser Gesetze. Bereits in den 1950er-Jahren begann Shimadzu mit dem Vertrieb von UV/VIS-Spektrophotometern. Durch die Messung der Lichtdurchlässigkeit von Lebensmittelextrakten mit diesen Geräten lassen sich die Gehalte an Farbstoffen, Konservierungsmitteln und anderen Zusatzstoffen bestimmen. 1956 entwickelte Shimadzu Japans ersten Gaschromatographen (GC), der die Analyse von Rückständen landwirtschaftlicher Chemikalien ermöglichte. GCs verwenden Helium oder andere Gase, um Proben für die Analyse zu erhitzen und zu verdampfen. Lebensmittel wie Gemüse müssen jedoch vor der Analyse vorverarbeitet werden – beispielsweise durch Zerkleinern, Extrahieren, Konzentrieren und Filtern. Angesichts der wachsenden Besorgnis über Lebensmittel, die die Grundlage des menschlichen Lebens bilden, gründete Shimadzu 1964 sein Analysezentrum. Dies spiegelte die Überzeugung wider, dass analytische Techniken wie die Vorverarbeitung neben der Entwicklung von Analyse- und Messgeräten gefördert werden mussten, damit die Menschen unbesorgt essen konnten. Shimadzu veranstaltete daher bereits vier Jahre vor der Festlegung der Rückstandshöchstgehalte für Agrarchemikalien durch die Regierung im Rahmen des Lebensmittelhygienegesetzes Schulungen zur Verbreitung der notwendigen Vorbehandlungstechniken. Mit der Einführung der Flüssigkeitschromatographie (LC) im Jahr 1972, die Proben ohne Erhitzen und mit Flüssigkeiten anstelle von Gasen analysieren konnte, erweiterte sich das Spektrum der analysierbaren Agrarchemikalienrückstände erheblich.

Japans erster Gaschromatograph

Realisierung hochpräziser Prüfungen mit schnellen, hochempfindlichen Trenn- und Detektionsgeräten

Wo für bestimmte Agrarchemikalien keine Rückstandshöchstmengen galten, konnten selbst bei Nachweis keine Maßnahmen (wie ein Verkaufsverbot) ergriffen werden. Daraufhin überarbeitete Japan 2006 sein Lebensmittelhygienegesetz und führte ein neues Positivlistensystem ein. Für alle Agrarchemikalien wurden Rückstandshöchstmengen festgelegt; Produkte, die diese Grenzwerte überschritten, durften grundsätzlich nicht verkauft werden. Die Regulierung betraf über 800 Chemikalien, und Kontrollen waren erforderlich, um selbst geringste Mengen nachzuweisen. Daher sind Präzision und Effizienz wichtiger denn je.

Hier kommt ein Massenspektrometer (MS) zum Einsatz. Diese hochempfindlichen Geräte können Substanzen, die mittels GC oder LC getrennt wurden, selbst in kleinsten Mengen messen. GC-MS- und LC-MS-Systeme werden von landwirtschaftlichen Prüfstellen und Gemüseversandzentren wie landwirtschaftlichen Genossenschaften und Lebensmittelherstellern, öffentlichen und privaten Kontrollstellen sowie weiteren Anwendern eingesetzt.

Die überkritische Fluidchromatographie (SFC) hat in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen. SFC nutzt den überkritischen Aggregatzustand, der sowohl gasförmige als auch flüssige Eigenschaften aufweist, und ihre Trenneigenschaften unterscheiden sich von denen der Gaschromatographie (GC) und der Flüssigkeitschromatographie (LC). Shimadzu hat ein vollautomatisches System für die Extraktion und Analyse von Zielkomponenten entwickelt, das die hochpräzise Detektion von Rückständen landwirtschaftlicher Chemikalien ermöglicht.

Neben der Prüfung auf chemische Rückstände tragen Geräte von Shimadzu zur Lebensmittelsicherheit bei. Beispielsweise wird es mit zunehmendem Alter schwieriger, Nahrung problemlos zu kauen und zu schlucken – eine Erkrankung, die als Dysphagie bekannt ist. Für Menschen mit Dysphagie ist die Schluckbarkeit von Nahrungsmitteln ein entscheidender Faktor für deren Sicherheit. Es wurden Standards für die Härte und Klebrigkeit von Lebensmitteln festgelegt, die für Menschen mit Dysphagie bestimmt sind. Die Materialprüfgeräte von Shimadzu können die Einhaltung dieser Standards überprüfen.

Suche nach neuen Werten bei Lebensmitteln im Dienste der allgemeinen Gesundheit der Gesellschaft

Beitrag zur Gesundheitsförderung durch funktionelle Inhaltsstoffanalysen und andere Analysemethoden

Durch die Überprüfung, ob Schadstoffe in Lebensmitteln – sofern vorhanden – nur in unbedenklichen Mengen vorliegen, wird das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Lebensmittelsicherheit gestärkt und die Erwartungen an gesundheitsfördernde Substanzen, die die kognitive Leistungsfähigkeit erhalten oder sogar verbessern, steigen. Solche Substanzen sind Gegenstand aktueller Forschung.

Ein Beispiel hierfür ist das Kennzeichnungssystem für funktionelle Lebensmittel, das 2015 in Japan in Kraft trat. Es ermöglicht Unternehmen, die funktionellen Vorteile ihrer Lebensmittelprodukte auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse zu bewerben. So können beispielsweise Ballaststoffe die Verdauung fördern und Zivilisationskrankheiten vorbeugen oder deren Verlauf lindern, indem sie die Ausscheidung von Fetten und Zucker während der Verdauung unterstützen. Die in grünem und gelbem Gemüse reichlich vorhandenen Carotinoide können Zellen vor oxidativem Stress schützen, indem sie reaktive Sauerstoffspezies neutralisieren. Können Lebensmittelhersteller die Mengen dieser Substanzen in ihren Produkten nachweisen, können sie diese nicht nur über den Geschmack bewerben, sondern auch auf einer anderen Grundlage präsentieren. Verbraucher können so leichter gesunde Lebensmittel auswählen. Auch hier können Analyse- und Messinstrumente einen Mehrwert für Lebensmittel schaffen und gesunde Ernährungsgewohnheiten fördern.

Im Jahr 2014, noch vor Einführung der Kennzeichnungspflicht für funktionelle Lebensmittel, gründete Shimadzu in Zusammenarbeit mit der Präfektur Miyazaki, der Universität Miyazaki und weiteren Organisationen das Miyazaki Food Research Consortium. Das 2015 in Miyazaki eröffnete Zentrum für Lebensmittelsicherheitsanalyse entwickelt neue Analysetechnologien unter anderem für Antioxidantien und das Immunsystem und trägt so zur Sicherheit und Qualität von Lebensmitteln mit funktionellen Angaben bei.

Wir streben danach, mit modernster Ausrüstung und Technologie eine gesunde, langlebige Gesellschaft zu verwirklichen.

Um einen weiteren Beitrag zur Lebensmittelversorgung zu leisten, hat Shimadzu eine gemeinsame Forschungsvereinbarung mit der japanischen Nationalen Forschungsorganisation für Landwirtschaft und Ernährung (NARO) geschlossen. Ziel ist die Analyse funktioneller Lebensmittelbestandteile. Shimadzu hat außerdem am Hauptsitz des Unternehmens das NARO Shimadzu Kyoto Labor für Lebensmittelinnovation (NARO Shimadzu Labor) eingerichtet. Darüber hinaus gründete Shimadzu 2022 in Zusammenarbeit mit NARO, der Hokkaido Information University und Lebensmittelherstellern den Self Care Food Council. Neben der Überprüfung der Funktionalität und Sicherheit landwirtschaftlicher Produkte entwickelt Shimadzu Analyse- und Messinstrumente unter anderem für die Diagnose und Forschung im Zusammenhang mit Alzheimer. Unser übergeordnetes Ziel ist es, ein System zu schaffen, das es den Menschen ermöglicht, die für ihre Gesundheit notwendigen Lebensmittel auszuwählen und so eine Gesellschaft mit einem langen und gesunden Leben durch gesunde Ernährung zu verwirklichen.

In der Präfektur Yamaguchi arbeiten wir beispielsweise mit der Universität Yamaguchi und weiteren Partnern an einer Studie mit drei Gruppen. Eine Gruppe erhielt 18 Monate lang einmal wöchentlich Anleitungen zu Bewegung, Ernährung und kognitivem Training. Die zweite Gruppe konsumierte täglich einen bestimmten Joghurt. Die dritte Gruppe diente als Kontrollgruppe. Die Studie verglich und überprüfte den Grad des möglichen Rückgangs der kognitiven und motorischen Funktionen in jeder Gruppe. Diese Forschung nutzt Shimadzus neue Analysemethode zum hochpräzisen Nachweis von Alzheimer-Läsionen (Amyloidablagerungen) anhand weniger Blutstropfen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in Zusammenarbeit mit staatlichen und privaten Organisationen für weitere Forschungsprojekte eingesetzt.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit der Stadt Ebetsu auf Hokkaido und weiteren Partnern führen wir jährliche Untersuchungen an 1.200 Einwohnern von Ebetsu im Alter von 55 bis 75 Jahren durch. Ziel ist es, Maßnahmen – insbesondere im Bereich der Ernährung – zu untersuchen, die dem Fortschreiten von Demenz vorbeugen können. Dies ist die erste groß angelegte Studie in Japan, die sich über einen Zeitraum von zehn Jahren speziell mit den Ursachen von Demenz vom Alzheimer-Typ befasst. Shimadzu analysiert und bewertet die Ergebnisse von Bluttests und anderen Messungen mithilfe modernster Analyse- und Messtechnik.

Shimadzus vielfältige Bemühungen, die Herausforderung einer gesunden und langlebigen Gesellschaft zu meistern, finden sich auch im Gesundheitswesen wieder. Nahrung ist die Grundlage des Lebens und fördert sowohl die geistige als auch die körperliche Gesundheit. Mit Stolz auf unsere Mission, die Lebensgrundlagen der Menschen zu unterstützen, entwickelt Shimadzu seine Analyse- und Messinstrumente kontinuierlich weiter – für eine bessere Zukunft.

Ebetsu Iki-Iki Mirai Kollaborative Kohortenstudie