So klein und handlich wie eine Laserpistole soll er sein, der so genannte Fresh-Scanner. So stellen sich die Wissenschaftler den Prototyp vor, mit dem sie jedes Stück Fleisch durchleuchten können - ohne es zu berühren, ohne es zu zerstören und durch die Klarsichtverpackung hindurch. Einfach dranhalten und ablesen, wie frisch oder vergammelt das Schweinsfilet oder der Hühnerflügel ist. Für Äpfel und Bananen gibt es bereits so ein Gerät, entwickelt vom ATB, dem Leibnitz-Institut für Agrartechnik in Potsdam. Ein Laserstrahl misst den Chlorophyll- und Stärkeanteil im Obst, der exakte Reifegrad wird angezeigt Dieses Prinzip will Dr. Oliver Schlüter vom ATB nun auf Fleisch übertragen:
"Wenn ich ein Stück Fleisch charakterisieren möchte, dann reicht das nicht, wenn ich nur einen Messpunkt darstelle. Um einen statistisch relevanten Datensatz zu bekommen, muss ich denn auch entsprechend mehr Punkte berücksichtigen oder muss eine größere Fläche darstellen, und das sind alles Arbeiten, die wir im Rahmen dieses Projektes umzusetzen haben. Denn letzten Endes wollen wir ein System schaffen, was es uns ermöglicht, einen robusten Datensatz zu liefern, der die Beschaffenheit und die Qualität des Fleisches darstellen kann."
Und da bietet das Fleisch Dutzende von Messmöglichkeiten. Ist das Tier einmal tot, beginnt ein hoch komplizierter Zerfallsprozess. Nicht nur Fett, Eiweiß und Kohlenhydrate verwandeln sich in andere chemische Substanzen. Dr. Karl Honikel, vom Institut für Chemie und Physik der Bundesanstalt für Ernährung und Lebensmittel im Kulmbach erforscht schon seit Jahren diese Zerfallsprozesse. Viele davon sind mit Licht nachweisbar.
"Man kann da bei den Eiweißen zum Beispiel die freien Aminosäuren bestimmen, die dann ein anderes optisches Verhalten haben, als wir es zum Beispiel im polymeren Eiweiß haben. Dann kann man die Fettoxidationsprodukte erfassen, die haben in der Regel chemische Doppelbindungen. Durch diese chemischen Doppelbindungen verändern die ihr Spektrum, ja, so dass man die auch spektral erfassen kann. Dann ist zum Beispiel im lebenden Muskel der eigentliche Brennstoff das Adenosintriphosphat. Das verschwindet nach dem Schlachten. Es entstehen aber Abbrauprodukte davon. Das kann man alles spektralfotometrisch erfassen."
Welche Stoffe aussagekräftig sind und welches Licht nun genau zur Messung verwendet werden soll, diese Fragen müssen das Optische Institut der TU Berlin und das Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik in Berlin (FHB) herausfinden. Die Koordination des Projektes "Fresh-Scanner" liegt in der Hand des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Miniaturisierung. Dr. Volker Großer sorgt letztlich dafür, dass die ganze Technik in ein Handgerät passt, eine Art Laserpistole für aktuelle Stichproben. Daneben entwickelt das Fraunhofer-Institut ein elektronisches Mikroetikett, den so genannten Logistik-Logger. Dieser Minisensor ist nicht größer als eine Münze und begleitet das Fleisch von der Schlachtung bis zum Verbraucher. Die wichtigsten Daten wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit werden ständig gemessen und gespeichert. So bekommt jedes Stück Fleisch seine eigene nachvollziehbare Biografie, sagt Dr. Volker Großer vom Fraunhofer-Institut IZM:
"Dieser Logistik-Logger stellt praktisch sicher, dass während der Wartezeiten des Fleisches kein Ereignis eingetreten ist, was das Fleisch schädigen kann. Der normal und kontinuierlich ablaufende Reifeprozess wird aber durch den optischen Hand-Scanner mit optischen Methoden jeweils neu beurteilt, so dass das zwei sich ergänzende Methoden sind, die gemeinsam erst die Beurteilung der Qualität der Frische des Fleisches gewährleisten."
In zwei Jahren soll der erste Prototyp fertig sein, in drei Jahren könnte der Fresh-Scan am Gürtel eines Kontrolleurs baumeln. Das Bundesumweltministerium fördert diese Entwicklung mit rund drei Millionen Euro.
"Wenn ich ein Stück Fleisch charakterisieren möchte, dann reicht das nicht, wenn ich nur einen Messpunkt darstelle. Um einen statistisch relevanten Datensatz zu bekommen, muss ich denn auch entsprechend mehr Punkte berücksichtigen oder muss eine größere Fläche darstellen, und das sind alles Arbeiten, die wir im Rahmen dieses Projektes umzusetzen haben. Denn letzten Endes wollen wir ein System schaffen, was es uns ermöglicht, einen robusten Datensatz zu liefern, der die Beschaffenheit und die Qualität des Fleisches darstellen kann."
Und da bietet das Fleisch Dutzende von Messmöglichkeiten. Ist das Tier einmal tot, beginnt ein hoch komplizierter Zerfallsprozess. Nicht nur Fett, Eiweiß und Kohlenhydrate verwandeln sich in andere chemische Substanzen. Dr. Karl Honikel, vom Institut für Chemie und Physik der Bundesanstalt für Ernährung und Lebensmittel im Kulmbach erforscht schon seit Jahren diese Zerfallsprozesse. Viele davon sind mit Licht nachweisbar.
"Man kann da bei den Eiweißen zum Beispiel die freien Aminosäuren bestimmen, die dann ein anderes optisches Verhalten haben, als wir es zum Beispiel im polymeren Eiweiß haben. Dann kann man die Fettoxidationsprodukte erfassen, die haben in der Regel chemische Doppelbindungen. Durch diese chemischen Doppelbindungen verändern die ihr Spektrum, ja, so dass man die auch spektral erfassen kann. Dann ist zum Beispiel im lebenden Muskel der eigentliche Brennstoff das Adenosintriphosphat. Das verschwindet nach dem Schlachten. Es entstehen aber Abbrauprodukte davon. Das kann man alles spektralfotometrisch erfassen."
Welche Stoffe aussagekräftig sind und welches Licht nun genau zur Messung verwendet werden soll, diese Fragen müssen das Optische Institut der TU Berlin und das Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik in Berlin (FHB) herausfinden. Die Koordination des Projektes "Fresh-Scanner" liegt in der Hand des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Miniaturisierung. Dr. Volker Großer sorgt letztlich dafür, dass die ganze Technik in ein Handgerät passt, eine Art Laserpistole für aktuelle Stichproben. Daneben entwickelt das Fraunhofer-Institut ein elektronisches Mikroetikett, den so genannten Logistik-Logger. Dieser Minisensor ist nicht größer als eine Münze und begleitet das Fleisch von der Schlachtung bis zum Verbraucher. Die wichtigsten Daten wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit werden ständig gemessen und gespeichert. So bekommt jedes Stück Fleisch seine eigene nachvollziehbare Biografie, sagt Dr. Volker Großer vom Fraunhofer-Institut IZM:
"Dieser Logistik-Logger stellt praktisch sicher, dass während der Wartezeiten des Fleisches kein Ereignis eingetreten ist, was das Fleisch schädigen kann. Der normal und kontinuierlich ablaufende Reifeprozess wird aber durch den optischen Hand-Scanner mit optischen Methoden jeweils neu beurteilt, so dass das zwei sich ergänzende Methoden sind, die gemeinsam erst die Beurteilung der Qualität der Frische des Fleisches gewährleisten."
In zwei Jahren soll der erste Prototyp fertig sein, in drei Jahren könnte der Fresh-Scan am Gürtel eines Kontrolleurs baumeln. Das Bundesumweltministerium fördert diese Entwicklung mit rund drei Millionen Euro.