Kernresonanzspektroskopie | NMR

Was NMR in Lebensmittelproben erfasst

NMR misst Signale von Atomkernen, deren Resonanzverhalten von ihrer chemischen Umgebung abhängt. Dadurch entstehen Spektren, aus denen sich Rückschlüsse auf Molekülstruktur, Bindungssituation und Zusammensetzung ziehen lassen. In Lebensmittelmatrizen ist das Verfahren vor allem dort relevant, wo nicht nur einzelne Zielstoffe, sondern das gesamte molekulare Umfeld betrachtet werden soll. Je nach Methode können sowohl einzelne Verbindungen identifiziert als auch Konzentrationen bestimmt werden.

Typische Fragestellungen in der Lebensmittelanalytik

NMR wird eingesetzt, wenn Stoffprofile verglichen, Zusammensetzungen überprüft oder Hinweise auf Abweichungen in Rohstoffen und Endprodukten gesucht werden. Typische Anwendungen betreffen etwa Fette und Öle, Getränke, Milcherzeugnisse oder andere komplexe organische Matrizen. Das Verfahren eignet sich für Fragen zur Authentizität, zur Chargenvergleichbarkeit, zur Zusammensetzung von Inhaltsstoffen oder zu Veränderungen durch Verarbeitung und Lagerung. Auch bei der Aufklärung unbekannter Signale kann NMR sinnvoll sein.

Verfahrensformen von 1D-NMR bis quantitativer NMR

In der Praxis kommen unterschiedliche NMR-Ansätze zum Einsatz. Eindimensionale Messungen, etwa auf Basis von 1H-NMR, liefern oft einen schnellen Überblick über das Probenprofil. Mehrdimensionale Verfahren unterstützen die genauere Strukturzuordnung, wenn Signalüberlagerungen oder komplexe Molekülzusammenhänge vorliegen. Für mengenmässige Bestimmungen wird quantitative NMR genutzt, sofern die Messbedingungen und Auswertung entsprechend ausgelegt sind.

Abgrenzung zu IR, NIR und anderen Bestimmungsverfahren

Innerhalb der Analyseverfahren und Bestimmungsverfahren ist NMR ein strukturorientiertes spektroskopisches Verfahren. Im Unterschied zur Infrarotspektroskopie oder Nahinfrarotspektroskopie, die häufig für funktionelle Gruppen, Screening oder schnelle Routinemessungen genutzt werden, liefert NMR direktere Informationen zur molekularen Umgebung einzelner Kerne. Gegenüber der Atomabsorptionsspektroskopie ist die Abgrenzung klar: AAS dient der Element- und Metallanalytik, NMR der Untersuchung organischer Molekülstrukturen und Stoffgemische. Von der Probenvorbereitung unterscheidet sich NMR als eigentlicher Mess- und Auswertungsschritt.