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Elektronischer Vorkoster

Mit Löffel und Gabel den Lebensmittel-Panschern auf der Spur

Von Unispectrum live • Melanie Löw
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Ob vergammeltes Fleisch, verdorbene Milchprodukte oder gepanschte Öle – regelmäßig sorgen Lebensmittelskandale für Schlagzeilen. Der Verbraucher fühlt sich dabei oft überfordert. Er kann die gekauften Lebensmittel selber nicht überprüfen. Abhilfe könnte hierbei ein System von Forschern um Professor Dr. Andreas König von der TU Kaiserslautern schaffen. Dieses sogenannte E-Taster-Assistenzsystem besteht aus einem Löffel und einer Gabel, die mit Hilfe von Sensoren als „elektronische“ Vorkoster die Qualität und Authentizität von Lebensmitteln überprüfen können. Ähnlich wie bei einem Fingerabdruck erkennt das Messsystem charakteristische Muster. Abweichungen hierbei könnten auf verdorbene oder gepanschte Lebensmittel hinweisen.

Wenn der Joghurt sauer schmeckt oder die Orange von Schimmel befallen ist, ist klar: Das Essen ist verdorben. Bei vielen anderen Nahrungsmitteln erkennen wir dies allerdings nicht auf den ersten Blick. „Bei Olivenölen oder hochwertigen Essigen, wie jüngst etwa Aceto Balsamico di Modena, kommt es zum Beispiel immer wieder vor, dass Behörden komplette Produktfälschung finden, bei denen minderwertigere oder gar gefährdende Substanz zum Einsatz kommen“, sagt Professor Andreas König, der an der TU den Lehrstuhl für Integrierte Sensorsysteme innehat.

Für den Verbraucher ist dabei nicht ersichtlich, ob in der Flasche Olivenöl, das laut Etikett aus Italien stammt, wirklich nur dieses Öl enthalten ist. „Zu Hause hat er keine Möglichkeit, dies zu überprüfen und etwa mögliche Schadstoffe aufzuspüren,“ so der Ingenieur weiter. Das Gleiche gilt auch für Erdnussöl, das eigentlich beim Braten stark erhitzt werden kann, bevor es zur Rauchentwicklung kommt. Wird hier aber minderwertiges Öl verkauft, kann sich schon bei niedrigeren Temperaturen Rauch bilden und auch Schadstoffe können entstehen.
 
König und sein Team möchten dies ändern. Sie haben ein preisgünstiges Messsystem entwickelt, mit dessen Hilfe sich jeder Verbraucher selber schützen kann. Ihr System kommt recht unscheinbar daher: In Form eines Löffels. Jedoch ist in diesem Besteck allerlei Technik versteckt, an der die Kaiserslauterer Forscher lange getüftelt haben. „In der Löffelschale befindet sich ein Mehrfarbensensor, der in Verbindung mit einer aktiver Beleuchtung im sichtbaren, nahen Infrarot und UV-Bereich die Farb- oder spektrale Zusammensetzung einer Substanz erkennt“, erklärt König den Aufbau. Am Ende der Schale sind außerdem zwei Kontakte angebracht, die die sogenannte Impedanz messen. „Das ist vergleichbar mit einem Fingerabdruck,“ sagt der Professor. Mit den beiden Messdaten können die Forscher für jedes Lebensmittel einen charakteristischen Wert ermitteln. Zudem ist in der Schale ein Temperaturfühler untergebracht. Mit diesem „Labor auf dem Löffel“ lassen sich zahlreiche Flüssigkeiten wie Öl, Essig, Wein oder Bier untersuchen. Um aber auch andere Lebensmittel wie Salz, Chilipulver, Zucker oder Kaffeepulver, aber auch Fisch, Fleisch und Käse genauer unter die Lupe zu nehmen, haben die Ingenieure um König noch eine Gabel entwickelt. „Die Technik versteckt sich hier in den Zinken. Es ist dieselbe wie in unserem Löffel“, so König.

Die Kaiserslauterer Forscher sind derzeit dabei, für verschiedene Lebensmittel eine Datenbank aufzubauen, in der sie die charakteristischen Merkmale hinterlegen. Eine Reihe von Nahrungsmitteln sind hier bereits aufgelistet. „Dazu zählen etwas verschiedene Öle, Weinsorten, Bier, Essig, verschiedene Sorten Fleisch, Fisch, Käse und Milch“, so König, der privat auch gerne am Herd steht und der sich vor allem für die asiatische Küche interessiert. Für Verbraucher bedeutet dies: Sie könnten zu Hause selber überprüfen, ob das Lebensmittel noch gut ist oder ob gepanscht wurde. „Mit der Gabel kann man zum Beispiel überprüfen, ob in ein Stück Fleisch Wasser injiziert wurde, um es zu vergrößern.“ Darüber hinaus kann der Gast im Restaurant mit dem handlichen Gerät testen, ob der Kellner auch wirklich den teuren Fisch serviert oder ob es sich um einen billigeren Fisch handelt, den der Laie nicht unbedingt vom Luxusfisch unterscheiden kann.

Leuchtet das Signal grün auf, ist das untersuchte Produkt in Ordnung, leuchtet es jedoch rot, stimmt etwas nicht

Prof. Andreas König

Um die Technik in der Zukunft zu Hause einfach nutzen zu können, arbeiten die Wissenschaftler an einer möglichst einfachen Handhabung: An Gabel und Löffel soll eine Bluetooth-Kontaktstelle eingebaut werden. Der Verbraucher kann so zum Beispiel einen Essig testen. Dazu gießt er etwas davon in die Löffelschale und drückt einen Knopf auf dem oberen Teil des Löffels, der die Messung aktiviert. Das System soll dann die Messdaten weiter an das Smartphone leiten, auf dem die Werte mit den Informationen der Datenbank verglichen und die Ergebnisse angezeigt werden. „Leuchtet das Signal grün auf, ist das untersuchte Produkt in Ordnung, leuchtet es jedoch rot, stimmt etwas nicht“, erklärt der Professor. 

Auch das Design möchten die Ingenieure für das Serienprodukt ansprechender gestalten. „Derzeit bestehen Löffel und Gabel aus Plastik“, so König. „Wir möchten die Technik aber in Metallform auf den Markt bringen.“ Darüber hinaus wollen die Forscher weitere Messmethoden in das System einbauen, zum Beispiel einen Viskositäts-  und einen pH-Sensor, mit dem die Qualität von Lebensmitteln auch bestimmt werden kann. 

Das Messsystem eignet sich aber nicht nur für Verbraucher, die ihre Nahrungsmittel prüfen wollen, sondern auch für Menschen, die aufgrund des Alters oder einer Krankheit unter Wahrnehmungseinschränkungen leiden, zum Beispiel keinerlei Geschmackssinn mehr besitzen. „Sie sind nicht in der Lage, zu erkennen, ob der Fisch richtig gewürzt ist, schon schlecht ist oder gar Giftstoffe enthält,“ weiß der Professor. Mit dieser Technik könnten sie dies besser überblicken. 

Noch sind Löffel und Gabel in der Entwicklung und nicht im Handel erhältlich. Die Kaiserslauterer Ingenieure möchten ihr Produkt aber in den kommenden Jahren zur Serienreife bringen. Dazu planen sie ihre Idee in einem Start-up-Unternehmen weiterzuentwickeln und zu vermarkten. Derzeit sind sie aber noch auf der Suche nach Investoren. 

Ein Video, in dem das neue Messsystem vorgestellt wird, gibt es unter:
www.eit.uni-kl.de/koenig/gemeinsame_seiten/projects/E-Taster/E-Taster_De...

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Erstellt
am 13.04.2016 von
Melanie Löw