Weniger Verschwendung entlang der Lebensmittelversorgungskette
Ein erheblicher Anteil der weltweit produzierten Lebensmittel erreicht kommt nie bei den Verbraucherinnen und Verbrauchern an. Dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen zufolge gehen jährlich sogar sage und schreibe 1,3 Milliarden Tonnen Lebensmittel verloren oder werden verschwendet. Ein Hauptgrund dafür sind ungelöste Lieferkettenprobleme. Das EU-finanzierte Projekt FreshProof bietet mit Unterstützung durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen eine innovative Lösung an, die Ineffizienzen in Lieferketten angeht. „Unser vorrangiges Ziel war es, einen systembasierten Ansatz zu entwickeln, um die Ineffizienzen in Frischwarenlieferketten zu beseitigen, die gegenwärtig zu großen und vermeidbaren Mengen an Lebensmittelverschwendung führen“, erklärt Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin Anastasia Ktenioudaki. Um das zu erreichen, konzentrierte sich FreshProof zunächst auf die Entwicklung eines Vorhersagesystems zur Entscheidungsunterstützung, um eine nicht fragmentierte Lösung anzubieten, mit der die verbleibende Haltbarkeit von Produkten beim Durchlaufen der Lieferkette vorhergesagt werden kann. „Dieser Ansatz wird die Einführung einer Strategie nach dem FEFO-Prinzip („First Expired – First Out“) direkt unterstützen. Zugleich wird er die Berücksichtigung der Vor- und Nacherntebedingungen ermöglichen, was momentan nicht gegeben ist und bei bestehenden kommerziellen Lieferketten und Strategien zur Reduzierung von Lebensmittelverschwendung bisher nicht zum Tragen kommt“, erklärt Ktenioudaki.
Erdbeeren im Fokus
Als Modellprodukt nutzte FreshProof Erdbeeren. Die entscheidenden Faktoren für die Haltbarkeit und Qualität von Erdbeeren wurden identifiziert und anschließend als kritische Aspekte in das System aufgenommen. Anschließend wurden diese analysiert und in Vorhersagemodelle integriert. „Wir quantifizierten außerdem den Nährwert, die ‚verborgene Qualität‘ und den Verlust von Erdbeeren und prüften eine hochmoderne Hyperspektralkamera auf ihr Potenzial, die Haltbarkeit durch hyperspektrale Bildgebung vorherzusagen“, merkt Ktenioudaki an. Diese Erprobung der hyperspektralen Bildgebungstechnologie lieferte vielversprechende Ergebnisse. „Unsere Ergebnisse demonstrieren das Potenzial für ein Instrument, das eine schnelle, zerstörungsfreie und genaue Bewertung der Haltbarkeit ermöglicht“, so Ktenioudaki weiter. Der Einsatz einer tragbaren Hyperspektralkamera zeigte, dass es möglich ist, an jedem Punkt entlang der Lieferkette anhand von Bildaufnahmen und Spektren die verbleibende Haltbarkeit ab diesem Punkt vorherzusagen. Ein solches System könnte für das globale Lieferkettenmanagement einen Wendepunkt darstellen. In einem weiteren wichtigen Projektergebnis wurde außerdem ein entscheidender Zusammenhang zwischen den Umweltbedingungen vor der Ernte und ihren Auswirkungen auf die Haltbarkeit gezeigt. „Die Vorerntebedingungen sind von größter Bedeutung, wenn es darum geht, die Qualität von Frischprodukten, wie in diesem Fall Erdbeeren, zu bestimmen. Dennoch spielen sie in den bisherigen kommerziellen Lieferkettensystemen keine Rolle. Durch die Zusammenfassung von Vor- und Nacherntebedingungen in einem einzigen Entscheidungsunterstützungsinstrument lässt sich nun wertvolles Wissen für die Gestaltung von Lieferketten gewinnen“, merkt die Forscherin an.
Ausweitung auf andere Produkte
„Wir gehen davon aus, dass auch andere hochverderbliche Obst- und Gemüsearten in die FreshProof-Plattform integriert werden können“, bestätigt Ktenioudaki. Dadurch ließen sich Ineffizienzen in den Lieferketten maßstabsgerecht angehen, was nicht nur dazu beitragen würde, vermeidbare Lebensmittelverschwendung zu verringern, sondern auch, gegenwärtige Herausforderungen bei der Lebensmittelsicherheit zu bewältigen, was den Zugang zu Lebensmitteln und deren Verfügbarkeit für wachsende Bevölkerungszahlen betrifft. Im Hinblick auf die nächsten Schritte sagt die Forscherin abschließend: „Wir bauen auf den Fähigkeiten und Kompetenzen auf, die wir während des Stipendiums erwerben konnten, um in kommerzieller und innovationsbezogener Hinsicht die größtmögliche Wirkung von Forschung und Entwicklung sicherzustellen.“ FreshProof konnte sich bereits weitere Finanzmittel sichern, um die Entwicklung von erschwinglichen Bildgebungssytemen „von der Stange“ (per Mobiltelefon) zu prüfen, die in Kombination mit künstlicher Intelligenz die verbleibende Haltbarkeit von Produkten vorhersagen können.
Schlüsselbegriffe
FreshProof, Lieferkette, Haltbarkeit, Lebensmittelverschwendung, Erdbeeren, hyperspektrale Bildgebung, Vorhersagesystem zur Entscheidungsunterstützung
