Sensoren der nächsten Generation zur Überwachung der Lebensmittelqualität

05.04.2021

Das Projekt GRACED zielt darauf ab, eine technische Lösung für den Nachweis von Verunreinigungen auf allen Stufen der Wertschöpfungskette der Obst- und Gemüseindustrie (F&V) zu entwickeln. Die Verbindung zwischen der Überwachung der Lebensmittelqualität und den Kernexpertisen von AMO liegt im Bereich: "Ultrakompakte, kostengünstige plasmo-photonische bimodale Multiplexing-Sensorplattformen als Teil einer ganzheitlichen Lösung für die Überwachung der Lebensmittelqualität"

Ein Sensor zur Überwachung der gesamten Wertschöpfungskette

"Ziel des Projekts ist es, die Fortschritte auf dem Gebiet der Plasmophotonik zu nutzen, um einen Sensor zu entwickeln, der schnell und kostengünstig mehrere Verunreinigungen nachweisen kann", erklärt Dr. Anna Lena Giesecke, Leiterin der Nanophotonic Group bei der AMO GmbH und Partnerin von GRACED. "Ein wichtiger Punkt ist, dass der Sensor portabel sein muss, damit er auf jeder Stufe der Wertschöpfungskette von Obst und Gemüse eingesetzt werden kann - von den Produktionsorten bis auf unseren Tisch." 

Nanophotonik,  Internet-of-Things-Konzepte und ausgefeilte Datenanalyse 

Das Projekt steht in direktem Zusammenhang mit den Zielen der europäischen "Farm-to-Fork"-Strategie und ist eine Antwort auf die Notwendigkeit, das Risiko mikrobiologischer und chemischer Verunreinigungen in der Lebensmittelindustrie zu minimieren. Heutzutage werden Kontrollen von Obst und Gemüse meist stichprobenartig am Produktionsstandort oder in der lebensmittelverarbeitenden Einrichtung durchgeführt. Der Zeitaufwand und die Kosten pro Analyse führen zu einer reduzierten Anzahl von Inspektionen und implizieren, dass diese nicht in allen Teilen der Wertschöpfungskette stattfinden können - insbesondere nicht in Supermärkten oder Restaurants.  GRACED zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem es eine modulare Lösung für die Früherkennung von Verunreinigungen in Obst und Gemüse entwickelt, die auf fortschrittlicher Nanophotonik-Technik, Internet-of-Things-Konzepten und ausgefeilter Datenanalyse basiert. 

Plasmophotonisches Interferometer als Ausgangspunkt

AMO spielt eine zentrale Rolle in dem Projekt und leitet die technische Entwicklung des plasmophotonischen Sensors selbst. " Aus Sensorsicht werden wir uns die Tatsache zunutze machen, dass Verunreinigungen in einem plasmonischen Wellenleiter eine Brechungsindexänderung hervorrufen können, wenn dieser mit einem entsprechenden Rezeptor beschichtet wird, und dass selbst kleinste Änderungen mit einem plasmo-photonischen Interferometer detektiert werden können", erklärt Gieseke. "Mit einigen Partnern haben wir im Rahmen des Projekts PLASMOfab bereits ein extrem kompaktes und empfindliches plasmophotonisches Interferometer demonstriert, das den Ausgangspunkt für die von GRACED angedachten Sensoren darstellt." 

Das komplette System wird in verschiedenen Produktions- und Vertriebssystemen getestet, darunter

  • ein konventionelles Anbausystem in Freilandbetrieben in Italien und die folgenden Schritte der Lebensmittelverarbeitung für die Zubereitung von gekochten Mahlzeiten und Tiefkühlgemüsepaketen;
  • ein neuartiges, urbanes Farming-Ökosystem in Frankreich, das Obst und Gemüse produziert, das in In-sitz-Restaurants verwendet wird;
  • ein Agrarökologie-Modell mit kurzer Wertschöpfungskette in Frankreich mit direktem Vertrieb von den Landwirten an Verbraucher und Restaurants;
  • eine halbautomatische Farm in Ungarn, die Pilze produziert und an Supermärkte und Großhändler vertreibt.

Kontakt: Dr. Federica Haupt, AMO GmbH
haupt@amo.de