Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVVFood-Scanner bestimmen die Lebensmittelqualität auf Knopfdruck
Die Arbeitsgruppe »Monitoring von Qualitätsveränderungen« am Fraunhofer IVV beschäftigt sich u. a. mit der Anwendung von sogenannten Food-Scannern im Lebensmittelbereich. Die in den Food-Scannern eingesetzte Sensortechnologie basiert häufig auf Infrarot-Spektroskopie, wofür speziell entwickelte Sensorkonzepte eingesetzt werden, die zum Bruchteil der Kosten herkömmlicher IR-Spektrometer angeboten werden können.
Die Infrarot-Spektroskopie wird heute bereits zur schnellen Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Lebensmitteln angewendet. Die kompakte Bauweise und die Einsparungen bei der Sensortechnik ermöglichen zukünftig einen vielseitigen und mobilen Einsatz entsprechender Geräte auf verschiedenen Stufen der Versorgungskette. Insbesondere durch die Erkennung äußerlich nicht sichtbarer Qualitätsveränderungen, bietet diese Technologie großes Potential zur Reduzierung von Lebensmittelverlusten oder dem Nachweis der Authentizität. Die Bestimmung der tatsächlichen Qualität auf Knopfdruck in Kombination mit mathematischen Modellen zur Haltbarkeitsbewertung soll dazu beitragen, Lebensmittelabfälle durch rechtzeitige Verwendung, Weiterverarbeitung oder alternative Verwertungswege zu reduzieren.
Im Rahmen von verschiedenen Forschungsvorhaben konnte die Arbeitsgruppe die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten der Infrarotspektroskopie bereits demonstrieren.
Food-Scanner zum Nachweis der Lebensmittelauthentizität
Im abgeschlossenen BMEL-Projekt »BaoQuality - Qualitätsverbesserung und effizientere Nutzung von Produkten des Baobabbaums (Adansonia digitata L.) zur Verbesserung der Ernährungssicherheit in Subsahara-Afrika« konnte mit einem Food-Scanner die Verfälschung von Baobab-Pulvern mit Reismehl sicher nachgewiesen und damit eine Schnellmethode zur Sicherstellung der Produktsicherheit etabliert werden. Die Ergebnisse wurden im International Journal of Food Science and Technology veröffentlicht (https://ifst.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ijfs.16313).
Food-Scanner zur Haltbarkeitsabschätzung
Im Rahmen des vom StMELF geförderten Verbundprojektes »FoodScanner - Zerstörungsfreie Messmethode zur schnellen Qualitätsbewertung und Haltbarkeitsabschätzung von Lebensmitteln mit Hilfe von Food-Scannern« (Fraunhofer IVV, Fraunhofer IOSB, Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, Technologie Campus Grafenau) wurde die Anwendung von kompakten NIR(Nahinfrarot)-Spektrometern zur schnellen Qualitätsbewertung und Haltbarkeitsabschätzung an zwei ausgewählten Lebensmitteln (Hackfleisch und Tomaten) untersucht. Dabei wurden unter anderem variierende Lagertests mit abgepacktem Hackfleisch durchgeführt, bei gleichzeitiger Bestimmung der mikrobiologischen Qualität, aber auch ausgewählter chemischer Parameter (z. B. Gehalt an Wasser, Fett, Protein). Auf Grundlage der gemessenen NIR-Spektren sowie der Anwendung statischer Methoden erfolgte eine Korrelation mit der mikrobiologischen Beschaffenheit. Eine Abschätzung der mikrobiologischen Qualität konnte dadurch erreicht werden.
Im derzeit laufenden BMEL-Projekt »SmartGrape - Anwendung KI basierter Messsysteme zur Charakterisierung der Rohstoffe im Weinbau« wird die Infrarot-Spektroskopie für die Charakterisierung von Weintrauben eingesetzt. Perspektivisch soll die Infrarotspektroskopie Informationen zum Reifegrad und Inhaltsstoffe von Weintrauben im Weinbau liefern.