Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Analyse des Einflusses einer nachhaltigen und ökologischen Haltung von Legehennen auf die Eiqualität mittels 1H-NMR-Spektroskopie |
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| Titel (englisch): | Analysis of influence of a sustainable and ecological husbandry of hens on egg quality by 1H NMR spectroscopy |
| Akronym: | OekoEiSpec |
| Beschreibung (dt.): | In dem Projekt 'Analyse des Einflusses einer nachhaltigen und ökologischen Haltung von Legehennen auf die Eiqualität mittels 1H-NMR Spektroskopie' soll eine Qualitätssicherungsmethode für die Authentizität und Qualität von Eiern, besonders Bio-Eiern, entwickelt werden. Hierbei soll besonders die Haltungsform der Legehennen im Fokus stehen. Des Weiteren werden und müssen auch weitere Einflussfaktoren wie Fütterung, Herkunft und Rasse berücksichtigt werden, da diese ebenfalls einen Einfluss auf die Eimatrix haben können. Durch die NMR-Spektroskopie sollen Veränderungen des Metaboloms (Gesamtheit der Stoffwechselprodukte) detektiert, Abhängigkeiten von verschiedenen Einflussfaktoren auf das Ei identifiziert, sowie mögliche Zusammenhänge zwischen Eiqualität und Metabolom evaluiert werden. Dieses Projekt trägt zur Sicherung der Authentizität und Produktqualität von Eiern und insbesondere zur Unterstützung der Erzeuger von Eiern und Eiprodukten aus ökologischer Haltung bei. Es ist ein Projekt mit sehr hoher Praxisrelevanz, da die generierten Ergebnisse und die angestrebte NMR-Methode dem Erzeuger direkt helfen, die angestrebten Produktqualität und Authentizität zu garantieren, sich gleichzeitig aber auch stark auf die Nachhaltigkeit dieser Produkte, wie z.B. das Tierwohl, auswirken. Das Vorhaben ist in vier Arbeitspakete (APs) unterteilt. In AP1 werden die authentischen Proben mit sämtlichen Parametervariationen gesammelt. Die Methodenentwicklung für die Probenaufarbeitung und Messung findet in AP2 statt. Im Anschluss werden sämtliche Proben nach der in AP2 entwickelten Methode gemessen (AP3). Die Datenauswertung, der Wissenstransfer und die Fertigstellung der Methode findet in AP4 statt. Am Ende des Projekts steht eine zuverlässige Qualitätssicherungsmethode für die Authentizität von Eiern zu Verfügung. |
| Beschreibung (engl.): | In the project 'Analysis of the influence of a sustainable and ecological husbandry of laying hens on egg quality using 1H-NMR spectroscopy', a quality assurance method for the authenticity and quality of eggs, especially organic eggs, is to be developed. In this context, the focus will be on the type of husbandry of laying hens. In addition, other influencing factors such as feeding, origin and race must also be taken into account, as these can also have an influence on the egg matrix. NMR spectroscopy will be used to detect changes in the metabolome (sum of metabolic products), to identify dependencies on various factors influencing the egg, and to evaluate possible correlations between egg quality and metabolome. This project contributes to the assurance of authenticity and product quality of eggs and in particular to the support of producers of eggs and egg products from organic farming. It is a project with a very high practical relevance, as the results generated and the NMR method directly help the producer to guarantee the desired product quality and authenticity, but at the same time have a strong impact on the sustainability of these products, e.g. animal welfare. The project is divided into four work packages (APs). In AP1, the authentic samples with all parameter variations are collected. Method development for sample preparation and measurement takes place in AP2. Subsequently, all samples are measured according to the method developed in AP2 (AP3). The data evaluation, the knowledge transfer and the completion of the method takes place in AP4. At the end of the project, a reliable quality assurance method for the authenticity of eggs is available. |
| Ergebnis (dt.): | Die Haltungsform von Legehennen wird in Deutschland anhand eines Stempels auf jedem einzelnen Hühnerei vermerkt. Dieser Stempel soll die Rückverfolgung der Herkunft des Eies zulassen, gewährleistet allerdings nicht immer die tatsächliche Authentizität der Eier. Um einen Authentizitätsnachweis zu ermöglichen, wurde im Rahmen dieses Projekts eine 1H-NMR-Methode entwickelt und validiert, mit der 4.453 authentische Eier von Legehennen bekannten Ursprungs aus vier Haltungsformen (Kleingruppe-, Boden-, Freiland- und ökologischer Haltung) und vier Rassen (Lohmann Selected Leghorn, Dekalb, Lohmann Brown, Sandys) aufgearbeitet und dessen Eigelbextrakte gemessen wurden. Auf Basis dieser 1H-NMR-Spektren wurden mit Hilfe multivariater Datenanalyseverfahren, sog. lineare Diskriminanzanalysen (LDA), berechnet, um die Haltungsform von Legehennen anhand des 1H-NMR-Spektrums des Eigelbextraktes vorhersagen zu können. Das LDA-Modell für die Klassifizierung von Eiern aus konventioneller und ökologischer Haltung zeigt eine Modellgenauigkeit von 99,9 %, während das LDA-Modell zur Klassifizierung von Eiern aus den vier Haltungsformen eine Modellgenauigkeit von 97,1 % aufweist. Zusätzlich konnte ein LDA-Modell für die Vorhersage der Rasse der Legehennen (Lohmann Selected Leghorn + Dekalb, Lohmann Brown, Sandys) mit einer Modellgenauigkeit von 98,4 % berechnet werden. Die entwickelten statistischen Modelle ermöglichen somit die Vorhersage der Haltungsform und der Rasse von Legehennen anhand eines 1H-NMR-Spektrums eines Eigelbextraktes und dadurch die Sicherstellung der Authentizität der Eier. |
| Ergebnis (engl.): | In Germany, the housing system of the laying hens is noted on each individual hen's egg with a stamp. This stamp is used to trace the origin of the egg but does not always guarantee the authenticity of the egg. To enable proof of authenticity, a 1H NMR method was developed and validated as part of this project, with which 4,453 authentic eggs from laying hens from four types of housing system - small group, barn, free-range and organic - and four breeds (Lohmann Selected Leghorn, Dekalb, Lohmann Brown, Sandys) were processed and their egg yolk extracts measured. Based on these 1H NMR spectra, linear discriminant analyses (LDA) were calculated to predict the housing system of the laying hens from the 1H NMR spectrum of the egg yolk extract. The LDA model for the classification of eggs from conventional and organic farming shows a model accuracy of 99.9%, while the LDA model for the classification of eggs from the four housing systems shows a model accuracy of 97.1%. In addition, an LDA model for predicting the breed of laying hens (Lohmann Selected Leghorn + Dekalb, Lohmann Brown, Sandys) was calculated with a model accuracy of 98.4 %. The developed models thus enable the prediction of the housing system and breed of laying hens based on a 1H NMR spectrum of an egg yolk extract, ensuring the authenticity of the eggs. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.02.2020 / Ende: 31.01.2024 |
| Ausf. Einrichtung: | DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik e.V., Quakenbrück |
| Themenfelder: | Lebensmittelanalytik, food analysis |
| Förderprogramme: | Bundesprogramm ökologischer Landbau |
| Schlagworte: | Ökologischer Landbau, organic farming, Lebensmittelqualität, food quality, Qualitätskontrolle, quality control, Herkunft, provenance, Marktinformation / -Transparenz, market information / market transparency, Geflügel, poultry, Inhaltsstoffe, ingredients, Eier, eggs |
| Förderkennzeichen: | 2819OE055 |
| Dokument zum Download: | Abschlussbericht.pdf (5,3 MB) |
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