Isotopenanalyse von Nitrat in Sake zur Bekämpfung von Getränkebetrug in Japan

Forscher analysieren die stabilen Isotopenverhältnisse von Sauerstoff und Stickstoff in Nitrat, um die Herkunft von Sake zu bestimmen

19.04.2024
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Die Nachfrage nach Sake - einem japanischen alkoholischen Getränk - ist weltweit gestiegen. Die zunehmende Beliebtheit von Sake birgt jedoch die Gefahr von Betrug mit dem Getränk. Um dieses Problem anzugehen, haben japanische Forscher eine neuartige Methode entwickelt, um die Herkunft von Sake-Brauereien zu authentifizieren und zwischen ihnen zu unterscheiden. Sie maßen die stabilen Sauerstoff- und Stickstoffisotope in Nitraten im Sake, indem sie zunächst denitrifizierende Bakterien einsetzten. Ihre Ergebnisse könnten dazu beitragen, eine falsche Kennzeichnung der Herkunftsbrauerei von Sake zu verhindern.

Mit der zunehmenden Wertschätzung der japanischen Kultur auf der ganzen Welt ist die Nachfrage nach dem traditionellen japanischen alkoholischen Getränk "Sake", das aus Reis, Reiskoji (einer Art Pilz) und Wasser hergestellt wird, in vielen Ländern, darunter China, Südkorea und den Vereinigten Staaten, gestiegen.

Angesichts des weltweit verbreiteten Betrugs mit Getränken hat ein japanisches Forscherduo, Professor Hiroto Kawashima und Momoka Suto, kürzlich nach einer Methode gesucht, um den Herkunftsort des Sake zu authentifizieren und seine falsche Etikettierung zu verhindern. Ihre Ergebnisse wurden am 13. März 2024 online zugänglich gemacht und am 15. April 2024 in Band 198 der LWT - Food Science and Technology veröffentlicht. Prof. Kawashima vom Shibaura Institute of Technology kommentiert die Bedeutung ihrer Studie: "In jüngster Zeit wird in vielen Teilen der Welt Sake hergestellt, und Studien wie die unsere können dazu beitragen, die Fälschung von Sake-Brauereien zu verhindern. Wir glauben, dass unsere Forschung für Sake-Brauereien wichtig sein wird."

Dementsprechend entwickelte das Duo eine neuartige Strategie, bei der denitrifizierende Bakterien eingesetzt werden, um die Herkunft von Sake zu bestimmen und zwischen Produkten aus verschiedenen Brauereien zu unterscheiden. Sie untersuchten das proportionale Vorhandensein von Isotopen, d. h. von Variationen eines chemischen Elements, die sich in der Neutronenzahl unterscheiden, während die Protonenzahl von Sauerstoff (O) und Stickstoff (N) in den Nitratmolekülen verschiedener Sake-Proben gleich bleibt.

Die Forscher fanden eine N-Isotopensignatur bei verschiedenen Sake-Sorten innerhalb einer einzigen Brauerei, die als Marker zur Identifizierung oder Authentifizierung von Sake aus bestimmten Brauereien verwendet werden könnte. Prof. Kawashima fügt hinzu: "Mit der Denitrifikationsmethode können die stabilen Isotopenverhältnisse von N und O in Nitrat mit hoher Präzision analysiert werden. Da unser Labor in der Lage war, diese Analysen durchzuführen, sind wir von der Idee ausgegangen, dass diese Analysen in Lebensmitteln und Getränken Verwendung finden könnten".

Für die Studie haben die Forscher die Konzentrationen von fünf wasserlöslichen Ionen und die stabilen Isotopenverhältnisse von Nitrat, einschließlich δ15N-NO3- (delta fifteen N, Nitrat), in 49 kommerziellen Sake-Proben aus 11 Brauereien in der japanischen Präfektur Akita gemessen, wobei stabile Isotope diejenigen sind, die im Laufe der Zeit nicht radioaktiv zerfallen.

Die Studie zeigte, dass die Nitratkonzentrationen in Sake denen im Grundwasser ähnlich waren, was darauf hindeutet, dass diese Ionen aus dem Brauwasser stammen. Wie die Hauptkomponentenanalyse ergab, konnten die δ15N-NO3--Werte zwischen verschiedenen Brauereien unterschieden werden, da die Werte innerhalb der Sake-Typen derselben Brauerei konsistent waren.

Bemerkenswert ist, dass die Denitrifizierungsmethode in Kombination mit der Festphasenextraktionsmethode, einer Technik zur Isolierung und Konzentration spezifischer Verbindungen aus dem Sake, zum ersten Mal angewandt wurde, was auf die Neuartigkeit des in der Studie verfolgten Ansatzes zur Analyse der Zusammensetzung von Sake hinweist. In diesem Zusammenhang stellt Prof. Kawashima fest: "Wir haben weltweit zum ersten Mal die Isotopenverhältnisse von N und O in Nitrat in Getränken analysiert. Bemerkenswert ist, dass sich diese Verhältnisse von Brauerei zu Brauerei unterscheiden".

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Studie dank der Bemühungen von Prof. Kawashima und Frau Suto zu unserem Verständnis der Faktoren beiträgt, die die Zusammensetzung und die Qualität von Sake beeinflussen, sowie zu ihren möglichen Anwendungen in der Qualitätskontrolle. Ihre Forschung trägt zur ständigen Weiterentwicklung der Analysetechniken in der Getränkewissenschaft bei und unterstreicht die Bedeutung interdisziplinärer Ansätze bei der Erforschung traditioneller Lebensmittel- und Getränkeprodukte.

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