Zukunftslabor Lebensmittelhaltbarkeit 2030 (ZL2030) - Szenarien eines nachhaltigen, gesundheitlichen Verbraucherschutzes der Zukunft mittels Austauschs und quantitativer Auswertung von Qualitäts- und Sicherheits-informationen von Lebensmitteln entlang der Lieferkette bis zum Konsumenten dank innovativer Messmethoden und sich kontinuierlich aktualisierender KI

Abstract

Im Rahmen der Digitalisierungsstrategie des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft wurden seit 2021 u.a. Projekte zum Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) im Bereich der Landwirtschaft und Ernährung gefördert. Das Institut für Sicherheit und Qualität bei Fleisch war einer von insgesamt neun Partnern im Verbundprojekt „Zukunftslabor Lebensmittelhaltbarkeit 2030“ (Akronym: ZL2030; Laufzeit: 15. Oktober 2021 – 14. Mai 2025), das das Ziel hatte, Grundlagen für eine kontinuierliche Prognose der Lebensmittelqualität und -sicherheit zu entwickeln, und somit Lebensmittelverschwendung vorzubeugen. Konkret sollten im Projekt mit Hilfe nicht-zielgerichteter analytischer Verfahren Daten erzeugt und unter Einsatz von KI ausgewertet und zu einem Digitalen Zwilling (DZ) des Lebensmittels verarbeitet werden. Durch die gleichzeitige Entwicklung von innovativen Technologien der Lieferkettenüberwachung kann dieser DZ dann mit vor Ort (Herstellung, Vertrieb, Verkauf) durch Schnellmethoden erhaltenen Messergebnissen Vorhersagen zum Ist-Zustand des Lebensmittels in Echtzeit liefern. Die Plausibilität dieser Herangehensweise wurde weitgehend am Modell Schweinehackfleisch geprüft, da es sich hierbei um ein schnell verderbliches Fleischprodukt aus einer Tierart handelt und gut mischbar ist, wodurch die Herstellung von Replikaten für die vielfältigen Untersuchungen an den verschiedenen Partnerinstitutionen ermöglicht wird. Der Standort Kulmbach hatte in diesem Projekt eine zentrale Rolle, da er zum einen für die Probenherstellung und die Durchführung der Lagerungsversuche im MRI-eigenen Technikum, sowie für den Temperatur-kontrollierten Probentransport zu den Projektpartnern verantwortlich war. Zum anderen wurden am MRI auch wichtige wissenschaftliche Untersuchungen in drei Arbeitsgruppen durchgeführt. Hierzu zählen insbesondere neben den mikrobiologischen (Keimzahlen, mikrobielle Diversität) und chemisch-physikalischen Qualitätsparametern (pH, Lab*-Farbwerte, Fettoxidation, etc.) auch Analysen zum Metabolom (Peptidmuster, Metaboliten) der Fleischmatrix sowie die sensorische Bewertung des Lebensmittels. Eine Besonderheit dieses Verbundprojekts ist sicherlich, dass der gesamte Datensatz aller Projektpartner (Metadaten und Messergebnisse zu > 7.000 Proben) aus 31 Versuchsreihen in einer Datenbank (openBIS) strukturiert hinterlegt ist.