Gassensorik für die Food Chain

Kompakte Messsysteme für Lebensmittelschnelltests

Messsysteme für Lebensmitteltests sollten vor Ort einsetzbar sein und in kurzer Zeit verlässliche Ergebnisse liefern. Ein vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM und Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME entwickeltes kompaktes Gaschromatographiesystem bestimmt schnell und zuverlässig flüchtige organische Verbindungen (VOCs). Das entwickelte Ethylen-Messsystem vom Fraunhofer IPM ist in der Lage, die Ethylenkonzentration und damit die Fruchtreife kontinuierlich zu überwachen. Diese Systeme eignen sich damit gut zur Kontrolle der Lebensmittelqualität vor Ort.

Metalloxid Sensor vom Fraunhofer IPM
© FhG IPM
Metalloxid Sensor vom Fraunhofer IPM
Mehrfachreflexionszelle
© FhG IPM
Mehrfachreflexionszelle

Portables Gaschromatographiesystem (GC)

Das portable Gaschromatographiesystem (GC) verwendet als Detektor ein Sensorarray. Dieses Array basiert auf Halbleitergassensoren, die organische Verbindungen in sehr geringer Konzentration detektieren. So kann z.B. die Fruchtreife über typische Fruchtaromen (z.B. Ester) ermittelt werden. Analog kann die Fleischqualität anhand von Verbindungen bestimmt werden, die typisch für die Fleischreife bzw. für die Art der Lagerung sind. Darüber hinaus konnte im Rahmen erster Experimente belegt werden, dass der gasförmige Stoffwechsel von Bakterien nachgewiesen werden kann. In Zukunft könnte es also möglich sein, eine mikrobiologische Kontamination bei Lebensmitteln festzustellen. Des Weiteren kann das Gaschromatographiesystem zur Überwachung in der lebensmittelverarbeitenden Industrie, z.B. im Wareneingang zur Qualitätskontrolle, in der Produktion, bei der Lagerung oder während des Transports zum Einsatz kommen.

Fruchtreife-Monitoring

Früchte wie Bananen, Äpfel oder Tomaten geben während Lagerung und Transport Ethylen ab. Dieses Pflanzenhormon beeinflusst den Stoffwechsel von benachbarten Früchten sowie Gemüse, beschleunigt die Fruchtreifung und führt  zu schnellerem Verderb. Durch die Überwachung der Ethylenkonzentration und damit der Fruchtreife bei der Lagerung oder auf dem Transportweg wird dem so entstehenden, erheblichen wirtschaftlichen Schaden gezielt entgegengewirkt.

Das kompakte Ethylen--Messsystem ist in der Lage, die Ethylenkonzentration und damit die Fruchtreife kontinuierlich zu überwachen. Es basiert auf einem miniaturisierten Filterphotometer bei 10,6 µm, welches aus einem IR-Strahler, einer Langwegzelle und einer Detektoreinheit besteht. So können mit Hilfe des Messsystems gezielt Reifeprozesse kontrolliert und beispielsweise Belüftungsanlagen gesteuert werden, um bei der Lagerung ein geringes Ethylenniveau einzustellen oder einen geregelten Reifeprozess durch Ethylenbegasung durchzuführen.