Ziel der Entwicklung

Geschmack und Geruch von Getränken sind wesentlich für die Kaufentscheidung des Verbrauchers. Dabei spielen neben der Abgrenzung von Wettbewerbsprodukten auch Konstanz und Stabilität eine wesentliche Rolle. Die Analytik von Aromastoffen stellt seit jeher eine große Herausforderung dar. Ziel des Forschungsvorhabens war es, eine Analytikplattform zur umfassenden und effektiven Charakterisierung wertgebender Getränkearomastoffe zu entwickeln. Diese soll es zukünftig ermöglichen, vielfältige technische/technologische Fragestellungen der Getränkebranche zum Beispiel im Zuge von Produktentwicklungen, Umformulierungen, Verfahrensänderungen, aber auch im Falle des Auftretens unerwarteter Fehlaromen effektiv zu begleiten. Sie soll in der Lage sein, Datensätze zu erheben, die die Generierung des Wissens über die flüchtigen Inhaltsstoffe maximiert. Im Kern der Entwicklung stand die Etablierung einer neuartigen instrumentellen Analytik, die Atmosphärendruck Gaschromatographie-Massenspektrometrie (APGC-Q-ToF-MS). Die mit Hilfe dieser Technik entwickelte Analytikplattform sollte in Zusammenhang mit einer sensorischen Produktprüfung und entsprechender statistischer Verfahren zu einer aussagekräftigen Dienstleistung gebündelt werden. Die Leistungsfähigkeit der Gesamtmethodik sollte durch Anwendung auf Realproben verifiziert werden.

Vorteile und Lösungen

Im Gegensatz zur herkömmlichen Kopplungen aus GC-MS sollte die APGC-Q-ToF-MS eine deutlich gesteigerte Empfindlichkeit und Massenauflösung erreichen, welche die Detektion, Identifizierung und Quantifizierung (unbekannter) Getränkeinhaltsstoffe bis in den Spurenbereich ermöglichen sollte. Im Rahmen des Projektes konnte die zu entwickelnde Analytikplattform zur umfassenden und effektiven Charakterisierung wertgebender Getränkearomastoffe etabliert werden. Die Validierung des Gesamtsystems war erfolgreich, in dem Sinne, dass sowohl non-target-Analytik als auch die sensorische Prüfung als funktional, empfindlich und effizient beschrieben werden kann. Durch die statistisch gestützte gemeinsame Auswertung (ANOVA und Korrelationsanalyse) konnten sensorische mit analytischen Ergebnissen korreliert werden. Eine wesentliche Abweichung vom Projektplan war die Ionisation der Analyten mittels APGC, die anders als erwartet eine leichte bis starke in-source-Fragmentierung der Analyten hervorrief. Eine Optimierung der Parameter brachte dabei eine Reduzierung, aber keine Eliminierung der in-source-Fragmentierung. Mit dem Wissen über das Ionisierungsverhalten der getesteten Analyten bei Verwendung von APGC ist jedoch nicht die Funktionalität der Analytikplattform behindert. Lediglich die spätere Identifizierung von unbekannten Analyten wird dadurch erschwert. Abschließend kann festgestellt werden, dass die erzielten Ergebnisse mit den angestrebten Projektzielen übereinstimmen.

Zielgruppe und Zielmarkt

Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wurde eine Analytikdienstleistung entwickelt, die das analytische Portfolio des Antragstellers in sinnvoller Weise ergänzen soll. Die Analytik von Getränken, ihren Vorstufen und den Rohstoffen ist für den Antragsteller von besonderer Bedeutung, da nahezu jede technische beziehungsweise technologische Entwicklung sowie die Beratung von Markteilnehmern eine begleitende Analytik erfordert. Die Analytik strebt dabei allgemein unter Berücksichtigung zeitlicher Faktoren wie Geschwindigkeit zwischen Probeneingang und Ergebnismitteilung eine Maximierung des Verhältnisses zwischen Informationsgehalt und Kosten an. Aufgrund dieser Anforderungen und unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit der angestrebten Dienstleistung ist die entwickelte Analytikplattform für die technologische Wettbewerbsfähigkeit beziehungsweise für die wirtschaftliche Entwicklung des Antragstellers relevant. Dies ist damit begründet, dass die Generierung neuartiger, innovativer Dienstleistungsangebote und der damit verbundenen Umsätze als Grundvoraussetzungen für die Wirtschaftlichkeit des Antragstellers zu sehen sind. Gerade analytische Innovationen sind als Basis für zukünftige Projekte essentiell, da sie direkt zur Qualifizierung des Personals beitragen. Es ist zu betonen, dass erfolgreiche, marktorientierte Forschung den Antragsteller zu einem attraktiven Partner in Forschungsvorhaben innerhalb und außerhalb der Getränkeindustrie macht. Dies ist von besonderer Bedeutung, da die Herstellung von Getränken große Schnittstellen mit den Branchen Landwirtschaft, Biotechnologie und Chemie aufweist.