Lebensmittelbetrug bekämpfen, Giftstoffe erkennen – innovativer intelligenter Sensor nähert sich der Marktreife
All diese Verschwendung fällt in eine Zeit, in der sich 36 Millionen Menschen jeden zweiten Tag keine qualitativ hochwertige Mahlzeit mit Fleisch, Fisch oder einer vegetarischen Entsprechung leisten können. Berücksichtigt man die mit dem Transport verbundenen Flugkilometer, den Verbrauch von Wasserressourcen und andere damit verbundene Umweltauswirkungen, so ist klar, dass jeder Schritt, der die Verschwendung von Nahrungsmitteln verringern kann, zu begrüßen ist. Das EU-finanzierte Projekt PhasmaFOOD spielt eine Schlüsselrolle bei der Bewältigung des Problems. „Heutzutage gibt es eine breite Palette nicht-invasiver Sensortechniken, welche die Sicherheit, Authentizität und Qualität von Lebensmittelerzeugnissen im Fokus haben“, erklärt Konstantinos Thiveos, Direktor für Forschung und Innovation bei INTRASOFT International, Belgien, und Projektkoordinator von PhasmaFOOD. „Einige dieser Techniken befinden sich derzeit in einer experimentellen Phase, die meisten weisen jedoch einige erhebliche Nachteile auf. Eine der verwendeten Technologien ist beispielsweise Röntgen. Dies reagiert allerdings empfindlich auf die unterschiedlichen entsprechenden Dichten von Lebensmitteln, wie z. B. von Fleisch.“ Thiveos fügt hinzu, dass die meisten der kommerziell angewandten Techniken entweder kostenintensiv, zerstörerisch und zeitaufwendig sind oder eine niedrige Detektionsgenauigkeit besitzen und arbeitsintensiv sind. Deshalb hat PhasmaFOOD einen innovativen Ansatz für die Lebensmittelüberwachung entwickelt.
Eine vielseitige Plattform, die Flexibilität und Komfort bietet
Die Technologie von PhasmaFOOD kann Folgendes erkennen: Mykotoxine, die durch Mikroorganismen in Lebensmitteln verursacht werden; frühe Anzeichen von Verderb; Lebensmittelbetrug/-verfälschung und geschätzte Haltbarkeit. Das Gerät integriert einen Sensorknoten, der eine Reihe von Spektrometern und Beleuchtungsquellen sowie eine Kamera verwendet. „Ein elektronisches Subsystem interpretiert die Daten der Sensoren, verarbeitet sie teilweise und sendet die Informationen dann an das Mobilgerät der Endnutzenden“, erklärt Spyros Evangelatos, Mitglied des Koordinationsteams und leitender Spezialist für Forschung und Innovation bei INTRASOFT International. Nutzende können die Informationen für eine tiefergehende Analyse auf eine Cloud-Plattform hochladen. „Das endgültige Urteil über ihre gescannte Lebensmittelprobe, die angibt, ob die Probe kontaminiert ist oder nicht, wird an ihre Telefone zurückgeschickt.“ Die Lebensmittelproben, welche das Team während der gesamten Projektdauer testete, waren folgende: Fleisch (Schweine-, Hühner- und Rinderhackfleisch), Magermilchpulver, Olivenöl, Spirituosen, Getreide, Nüsse, Mais, Ananas, Rucolasalat und Meerbrasse. Das Vorkommen von Mykotoxinen, die von Pilzen im Futtermittel und in der Nahrungsmittelversorgungskette produziert werden, stellen ein bedeutendes globales Problem für die Lebensmittelsicherheit dar. Der PhasmaFOOD-Sensor erreichte eine Genauigkeit von mehr als 80 % bei der Unterscheidung zwischen nicht kontaminierten und mäßig kontaminierten Proben. Bei der Unterscheidung zwischen nicht kontaminierten und schwer kontaminierten Proben hingegen stieg die Genauigkeit auf mehr als 90 % an.
Die „Gehirne“ hinter dem Werkzeug
Das PhasmaFOOD-System integriert eine Softwarearchitektur – das Gehirn hinter der Innovation – die eine schnelle Charakterisierung von Lebensmitteln ermöglicht. Dies beinhaltet einen erweiterbaren Rahmen für den Einsatz intelligenter chemometrischer Algorithmen, Datenfusionsstrategien und Referenzlabormessungen. „Die Zusammenarbeit unseres Teams, das sich aus Fachleuten für verschiedene Spezialgebiete zusammensetzte, führte zur Entwicklung eines tragbaren, leistungsfähigen Systems, welches die Ernährungssicherheit erhöhen und die Abfallmenge verringern kann“, sagt Evangelatos. „Ich bin sehr stolz auf das, was wir erreicht haben.“ Das Projekt PhasmaFOOD demonstrierte und validierte sein System auf dem 9. Internationalen Symposium zu den jüngsten Fortschritten bei der Lebensmittelanalyse, das 2019 in Prag stattfand. Obwohl ein Reifegrad erreicht wurde, ist das Gerät noch nicht für den kommerziellen Einsatz verfügbar. Das Konsortium von PhasmaFOOD wird die Testaktivitäten für das Gerät ausweiten, indem es diese um einen „vom-Erzeuger-zum-Verbraucher“-Blickwinkel ergänzt. Es lädt alle Interessengruppen, die an diesem Prozess teilnehmen möchten, dazu ein, seinen Newsletter zu abonnieren und über seine Website Kontakt aufzunehmen.
Schlüsselbegriffe
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