Quantifizierung von Inhalts- und Zusatzstoffen in Bier und Biermischgetränken mittels 1H-NMR-Spektroskopie

Abstract

Biermischgetränke gewinnen als geschmacklich vielseitige Alternative zunehmend an Marktpräsenz. Gleichzeitig sind auf dem deutschen Markt vermehrt Biere erhältlich, die nicht nach dem Reinheitsgebot gebraut wurden. Für die amtliche Lebensmittelüberwachung ergibt sich daraus die Notwendigkeit, sowohl klassische Biere als auch Biermischgetränke auf Zusatzstoffe und bierspezifische Inhaltsstoffe systematisch zu untersuchen. Hierfür wurde ein Screeningverfahren auf Basis der ¹H-NMR-Spektroskopie entwickelt und validiert, das die gleichzeitige Quantifizierung relevanter Inhalts- und Zusatzstoffe in Biermischgetränken und Bieren ermöglicht. Die zu untersuchenden Inhaltsstoffe umfassen die organischen Säuren: Essig-, Milch-, Citronen-, und Äpfelsäure sowie Ethanol. Zusätzlich werden simultan die Zucker Glucose, Fructose und Saccharose sowie die Zusatzstoffe Benzoesäure, Sorbinsäure, Acesulfam K und Saccharin erfasst.

Für die untersuchten Analyten konnten geeignete Signale in den Getränkespektren zur Quantifizierung identifiziert werden. Die Entwicklung eines Auswertungstools in R zur automatisierten Analyse von JRES-Spektren ermöglicht die Verifizierung der Analyten und die Bestimmung der exakten Signalposition. Die anschließende LineFit-basierte Quantifizierung erfüllt die Anforderungen hinsichtlich Wiederfindung, Präzision und Robustheit im Vergleich zu etablierten Referenzmethoden.

Das Verfahren wurde in eine automatisierte Auswertungsroutine integriert und stellt damit ein effizientes, vielseitig erweiterbares Tool zur routinemäßigen Überwachung von Bier und Biermischgetränken dar. Mit dieser Methode konnten bereits 509 Proben (473 Biere und 36 Biermischgetränke) untersucht werden. Bei einer der Proben wurde dabei eine unzureichende Kennzeichnung der verwendeten Zusatzstoffe festgestellt. In vier der 473 Bierproben wurden Auffälligkeiten im Profil der organischen Säuren festgestellt, die auf eine mögliche Qualitätsminderung durch mikrobiellen Verderb hindeuten.