Mikrosysteme erkennen Frischegrad von Fleisch
Intelligentes Etikett soll Gammelfleisch aufspüren
Frischfleisch per Scanner erkennen: Daran arbeitet seit zwei Jahren eine Expertengruppe aus fünf Forschungseinrichtungen. Die Wissenschaftler nutzen dabei Verfahren, die mithilfe von Laserlicht den Frischegrad von Fleisch erkennen und dokumentieren können.
In dem Projekt "Fresh Scan" ist nun ein handliches Funktionsmuster entstanden, das sich aus zwei
Komponenten zusammensetzt: einem intelligenten Etikett und einem Handscanner. Das Etikett
funktioniert wie eine Art Laufzettel und dokumentiert den Zustand des Fleisches von der Schlachtung
bis zum Verkauf. Damit kann zudem die Temperatur kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet werden,
sodass jede Unterbrechung der Kühlkette dokumentiert wird. Der Scanner erfasst den Zustand des
Fleisches und schreibt ihn gleich in das intelligente Etikett.
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Das System erfasst mit integrierte Mikrosystemtechnik gezielt die Produktionskette vom Erzeuger,
über die Fleischverarbeitung, den Transport, Groß- und Einzelhandel bis zum Endverbraucher. Die
Produktzustände werden lückenlos dokumentiert und seine Frischeparameter sind aktuell mess- und
abrufbar. Indem das Konzept an zwei Punkten ansetzt, am Lebensmittel selbst und an der Logistik-
oder Verarbeitungskette, ist die Historie des Lebensmittels in allen Schritten transparent und
rückverfolgbar. Über einen Touchscreen können verschiedene Funktionen angewählt und die
ausgewerteten Messergebnisse angezeigt werden: einwandfrei oder ungenießbar! Dieses System wird
derzeit als Pilotlösung am Beispiel Schweinefleisch getestet und optimiert. Später könnte es nach
entsprechenden Modifizierungen auch in anderen Lebensmittelsegmenten kommerziell genutzt
werden.
Das vom BMBF geförderte Projekt vereint unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für
Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) Forscher aus dem Ferdinand-Braun-Institut für
Höchstfrequenztechnik (FBH), dem Max Rubner-Institut (MRI), dem Leibniz-Institut für Agrartechnik
Potsdam-Bornim (ATB) und der Technischen Universität Berlin.
Zum Prüfen des Produktzustands ermitteln mobile "Frischescanner" mittels optischer Sensorik
Daten, mit denen der Frischezustand des Lebensmittels direkt erfasst und ausgewertet werden kann.
Die Scanner arbeiten mit Laserlicht, das je nach Zustand des Fleisches unterschiedlich gestreut und
reflektiert wird. Die Handscanner nutzen dabei zwei unterschiedliche Messprinzipien: die Raman- und
die Fluoreszenz- Spektroskopie. Beide Verfahren erlauben zuverlässige Aussagen über die
Fleischbeschaffenheit, reagieren jedoch auf Parameter wie Verpackung und Produktzustände wie
tiefgefrorenes oder frisches Fleisch unterschiedlich. Sowohl die Raman- als auch die
Fluoreszenzmethode analysieren die typisch gemessenen spektralen Signaturen und werten diese auf
die Beschaffenheit des Fleisches hin aus. Die Raman-Spektroskopie nutzt dazu ein speziell
entwickeltes optisches System, in das ein rot emittierender Diodenlaser integriert ist. Bei der
Fluoreszenzspektroskopie wird Fleisch mit einem Laser im blauen Spektralbereich bestrahlt. Ziel ist
es künftig, die Vorteile beider Verfahren in einem Aufbau zu kombinieren und diesen weiter zu
miniaturisieren. Derzeit hat das gesamte Gerät das Format eines umfangreicheren Taschenbuches.
Leider verrät ein positiver Fleischbefund noch nichts über die Zeit, die seit der Schlachtung
vergangen ist – lange und gut gelagerte Ware liefert mitunter die gleichen Messergebnisse wie
frisches, ungekühltes Fleisch. Will man wissen, wie alt das Fleisch tatsächlich ist, liest der
Scanner diese Informationen aus einem RFID-Etikett, das das Fleisch stets begleitet. Mithilfe Radio
Frequency Identification, also der Funk-Frequenz-Identifizierung, werden die auf dem Funkchip
gespeicherten Informationen von dem Handscanner ausgelesen. Aus den dort gespeicherten
Sensorinformationen lässt sich ein Temperaturprotokoll des transportierten Fleischs erstellen. Auch
andere Verarbeitungs- und Transportdaten wie Zeit, Feuchte oder Lichteinfall lassen sich so
rekonstruieren. Da sich die intelligenten Etiketten im Gegensatz zu bestehenden Systemen wieder
aufladen lassen, kommen sie für eine Mehrfachverwendung infrage. Denkbar wäre schon aus
Kostengründen eine Anbringung in den branchenüblichen Fleischtransportkisten. Die Daten könnten
dann drahtlos innerhalb der Prozesskette übertragen werden.
LANline/jos
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