Forschungsprojekt »LZ SiS«

Kontrolle der Sicherheit und Authentizität von Lebensmitteln am Beispiel Hackfleisch

Entwicklung einer KI-gestützten IR-Spektroskopie-Anwendung zur Untersuchung der Sicherheit und Authentizität von Hackfleisch

Produktsicherheit bei Hackfleisch durch KI
© Ilia Nesolenyi/ Gsshot/ iStock.com

Die Sicherstellung der Authentizität und die Kontrolle der Qualität von Lebensmitteln ist eine sehr zeit- und kostenintensive Maßnahme. Unternehmen stehen hierbei vor Herausforderungen, die von Produkt zu Produkt sehr unterschiedlich ausfallen. Insbesondere bei frischen bzw. rohen Lebensmitteln, aber auch bei Produkten, die aus bestimmten Mischverhältnissen bestehen oder mikrobiell anfällig sind, benötigen sie eine Anwendung, die das Überwachen der Prozessketten, des Wareneingangs und der Qualität des finalen Produktes präzise und in Echtzeit ermöglicht.

Sicherheit und Authentizität von Lebensmitteln am Beispiel Hackfleisch

Durch die Entwicklung von Technologien für neue Detektionsmethoden können schadhafte, verdorbene oder verfälschte Produkte schneller, effizienter und sicherer in der gesamten Prozesskette identifiziert werden. Damit ist eine valide Vorhersage über ihre Qualität möglich.

Mit dem Ziel ein Produkt hinsichtlich Qualität und Authentizität im verpackten Zustand zerstörungsfrei und unversehrt zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Produktions- und Lagerungskette zu analysieren, haben unsere Forschenden im Projekt LZ SIS Fleisch mithilfe der Infrarotspektroskopie untersucht und hierbei eine Korrelation zwischen dem Frischezustand des Fleisches und seiner Zusammensetzung erkannt. Mit einem intelligenten Algorithmus werden die Daten im nächsten Schritt modelliert. Somit wird es möglich, das Produkt in Echtzeit auf seine Qualität und Authentizität zu überprüfen bzw. kontinuierlich zu überwachen.

Das Projektteam hat sich auf die Entwicklung von Anwendungen der Infrarotspektroskopie (IR) unter Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) fokussiert, um kostengünstige und schnelle Analysewerkzeuge für die Überwachung der Sicherheit von Fleisch während der Produktion und während der gesamten Haltbarkeitsdauer bereitzustellen. Zu den zu untersuchenden Sicherheitsaspekten gehörten die Unterscheidung verschiedener Fleischzusammensetzungen und des Verderbs während der Lagerung und der Verpackungssicherheit. Hierfür wurde die Anwendbarkeit verschiedener IR-Technologien in Kombination mit dem Einsatz von KI im Hinblick auf Datenerfassung, Analyse und Vorhersagemodellierung untersucht.

Chemische Bildgebungssysteme und der Einsatz von KI im Bereich der Produktsicherheit

Mithilfe von chemischen Bildgebungssystemen und dem Einsatz von Algorithmen und Künstlicher Intelligenz, die für die Segmentierung von Bildern und das Erkennen von Mustern geeignet sind, können Unternehmen nun Verpackungsmängel erkennen, Mischverhältnisse präzise vorhersagen und die Frische von Produkten sicherstellen – zerstörungsfrei, nicht invasiv und ortsunabhängig. Unsere Forscher arbeiten weiter an der Übertragbarkeit der hier entwickelten Modelle und Algorithmen auf Anwendungen für weitere Produktgruppen, unter anderem im Bereich Recycling, Verpackung, Kosmetik, Nahrungsmittel und in der Getränkeindustrie. Überall dort wo eine Prozessüberwachung notwendig ist und chemische Bildgebungssysteme anwendbar sind, ist die hier entwickelte Technologie einsetzbar.

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Sichere (Bio-)Lebensmittel und weniger Verluste durch sensorische Detektionsverfahren.