Food-Scanner für die Hosentasche

Ein kleiner Scanner, der die Frische, den Reifegrad und die Haltbarkeit von Lebensmitteln misst, soll die Lebensmittelverschwendung bekämpfen. Außerdem kann er die Inhaltsstoffe erkennen. Wie das funktioniert.

Frau am Kühlschrank © iStock
(München – 18.01.2019) Die Banane war zu braun, das Fleisch abgelaufen, das Mindesthaltbarkeitsdatum des Pfirsich-Maracuja Joghurts überschritten – viele Lebensmittel landen im Müll, obwohl sie noch genießbar sind. Laut einer Studie der Umweltstiftung WWF Deutschland sind das jährlich zehn Millionen Tonnen, in Bayern 1,3 Millionen Tonnen. Mit dem Bündnis „Wir retten Lebensmittel“ will das Bayerische Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten mit insgesamt 17 Maßnahmen der Verschwendung entgegenwirken. Eines der Projekte: ein Food-Scanner.

Food-Scanner für die Hosentasche

Mit einem mobilen Food-Scanner sollen Verbraucher und Supermarktbetreiber in Zukunft den Frischegrad und die Inhaltsstoffe von Lebensmitteln prüfen können – sowohl bei abgepackten als auch bei nicht abgepackten Waren. So sollen weniger noch genießbare Lebensmittel weggeworfen werden. Der Scanner ist preisgünstig und passt in die Hosentasche. Derzeit entwickeln ihn Forscher vom Fraunhofer-Institut, der Technischen Hochschule Deggendorf und der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf.

Lebensmittel per Infrarotlicht analysieren

Food-Scanner © Fraunhofer IOSB
Das Herzstück des mobilen Scanners ist ein Nahinfrarot (NIR)-Sensor, der den Reifegrad des Nahrungsmittels bestimmt und ermittelt, wie viele und welche Inhaltsstoffe es enthält. „Infrarotlicht wird punktgenau auf das zu untersuchende Produkt geschickt, anschließend misst man das Spektrum des reflektierten Lichts. Die absorbierten Wellenlängen lassen Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung der Ware zu“, sagt Dr. Robin Gruna, Projektleiter und Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung.  

„Im Labor kann man schon lange per Nahinfrarotspektroskopie Inhaltsstoffe quantifizieren. Neu ist, dass dies jetzt mit kleinen Low-Cost-Sensoren möglich ist“, sagt Julius Krause vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung. „Lebensmittel werden oftmals gefälscht, beispielsweise werden Lachsforellen als Lachs verkauft. Auch die Echtheit eines Produkts kann man mit unserem Gerät feststellen, nachdem es entsprechend eingelernt wurde. Gepanschtes Olivenöl lässt sich ebenfalls als solches identifizieren“.  

Der Scanner sendet nach der Messung die Daten zur Analyse per Bluetooth an eine Datenbank – eine eigens entwickelte Cloud-Lösung – in der die Auswerteverfahren hinterlegt sind. Die Messergebnisse werden anschließend an eine App übertragen, die dem Verbraucher die Ergebnisse anzeigt und darstellt, wie lange das Lebensmittel bei den jeweiligen Lagerbedingungen noch haltbar ist oder ob es bereits überlagert wurde. Darüber hinaus erfährt der Verbraucher, wie er Lebensmittel alternativ verwenden kann, wenn deren Lagerdauer abgelaufen ist.

Grenzen des Food-Scanners

Aktuell hat der Scanner noch Grenzen: Er bewertet ausschließlich die Produktqualität von homogenen Nahrungsmitteln. Heterogene Produkte mit verschiedenen Zutaten wie Pizza lassen sich derzeit nur schwer prüfen. Hierfür erforschen die Wissenschaftler ortsauflösende Technologien wie bildgebende Spektroskopie und Fusionsansätze mit Farbbildern und Spektralsensoren.

Intelligente Algorithmen für frische Lebensmittel

Um die Qualität der Lebensmittel zu bestimmen und um Prognosen für die Haltbarkeit errechnen zu können, entwickeln die Forscher zudem intelligente Algorithmen, die nach entsprechenden Mustern und Gesetzmäßigkeiten in den Daten suchen. „Durch Maschinelles Lernen können wir das Erkennungspotenzial steigern. In unseren Tests haben wir Tomaten und Hackfleisch untersucht“, sagt Dr. Gruna. So wurden etwa die gemessenen Nahinfrarot-Spektren von Hackfleisch mithilfe statistischer Verfahren mit dem mikrobiellen Verderb korreliert und die weitere Haltbarkeit des Fleisches davon abgeleitet. Umfangreiche Lagertests, bei denen die Forscherteams die mikrobiologische Qualität sowie weitere chemische Parameter unter verschiedenen Lagerbedingungen erfassten, zeigten eine gute Übereinstimmung der ermittelten und der tatsächlichen Gesamtkeimzahl.

Baldige Testphase des Food-Scanners

Für Anfang 2019 ist die Testphase des Food-Scanners in Supermärkten geplant: Dann soll untersucht werden, wie der Verbraucher das Gerät annimmt. Insgesamt ist ein breiter Einsatz entlang der Wertschöpfungskette denkbar, vom Rohstoff bis zum Endprodukt. So kann frühzeitig erkannt werden, wenn die Qualität eines Produkts sinkt und ob das Lebensmittel noch ohne gesundheitliche Bedenken verzehrt werden kann. Darüber hinaus erfährt der Verbraucher, wie er Lebensmittel alternativ verwenden kann, wenn deren Lagerdauer abgelaufen ist. Das trägt dazu bei, dass weniger Lebensmittel im Müll landen.
Autoren und Quellen Aktualisiert: 18.01.2019
  • Autor/in: vitanet.de; Kristina Wagenlehner
  • Quellen: Pressemitteilung der Fraunhofer-Gesellschaft vom 03.01.2019: Food-Scanner für die Hosentasche