Volgens een studie van de milieuorganisatie WWF Duitsland, in Duitsland wordt elk jaar tien miljoen ton voedsel in de vuilnisbak gegooid, hoewel het nog steeds eetbaar is. Met een mobiele voedselscanner kunnen consumenten en supermarktuitbaters in de toekomst testen of etenswaren bederven. Het apparaat op zakformaat bepaalt met infraroodmetingen de rijpheid en houdbaarheid van producten en geeft de resultaten via een app weer. Fraunhofer-onderzoekers ontwikkelden het systeem, die in demonstratievorm bestaat, samen met partners in een project in opdracht van het Beierse Ministerie van Voedsel, Landbouw en bosbouw.

Is deze yoghurt nog goed? Zijn die groenten nog eetbaar? Wanneer er twijfel is, mensen hebben de neiging om voedsel in de vuilnisbak te gooien. Veel producten worden weggegooid simpelweg omdat ze er niet meer smakelijk uitzien of oppervlakkige onvolkomenheden hebben, of omdat de houdbaarheidsdatum is verstreken. Alleen al in Beieren, Jaarlijks belandt 1,3 miljoen ton voedsel onnodig in de vuilnisbak. Via de alliantie "We Rescue Food", het Beierse Ministerie van Voedsel, Land- en Bosbouw wil verspilling tegengaan door middel van 17 initiatieven. Een van de projecten betreft een voedselscanner die is ontworpen om verspilling aan het einde van de waardeketen te helpen verminderen – in winkels en bij consumenten thuis. In de toekomst, het goedkope apparaat op zakformaat bepaalt de werkelijke versheid van voedsel, al dan niet verpakt. Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Optronics, Systeemtechnologieën en beeldexploitatie IOSB, het Fraunhofer Instituut voor Procestechniek en Verpakking IVV, het Deggendorf Institute of Technology en de Weihenstephan-Triesdorf University of Applied Sciences ontwikkelen de compacte voedselscanner, die is gebouwd als een demonstrator met gegevens voor twee voedingsmiddelen en waarmee ook de houdbaarheid van producten kan worden geschat.

Infraroodlicht gebruiken om de authenticiteit van voedsel te bepalen

De kern van de mobiele scanner is een nabij-infrarood (NIR) sensor die de rijpheid van het voedsel meet en de hoeveelheid en samenstelling van de inhoud identificeert. "Infrarood licht wordt met hoge precisie naar het te onderzoeken product gestraald en vervolgens meet de scanner het spectrum van het gereflecteerde licht. De geabsorbeerde golflengten stellen ons in staat om conclusies te trekken over de chemische samenstelling van het voedsel, " legt Dr. Robin Gruna uit, projectmanager en wetenschapper bij Fraunhofer IOSB. "In de

laboratorium, we zijn al lang in staat om individuele componenten te kwantificeren met behulp van nabij-infrarood spectroscopie. Nieuw is dat dit nu kan met kleine, goedkope sensoren, " voegt Julius Krause toe, een lid van Gruna's team. "Voedsel wordt vaak nagemaakt, bijvoorbeeld zalmforel wordt verkocht als zalm. Eenmaal goed opgeleid, ons apparaat kan de authenticiteit van een product bepalen. Het kan ook identificeren of producten zoals olijfolie zijn vervalst, " zegt de natuurkundige. Maar er zijn grenzen aan het systeem, ook:het kan alleen de productkwaliteit van homogeen voedsel evalueren. Momenteel, het worstelt met het inspecteren van heterogene producten die verschillende ingrediënten bevatten, zoals pizza. Hiertoe, de wetenschappers onderzoeken technologieën met een hoge ruimtelijke resolutie, zoals hyperspectrale beeldvorming en op fusie gebaseerde benaderingen met behulp van kleurenafbeeldingen en spectrale sensoren.

Om de kwaliteit van voedsel te kunnen bepalen op basis van de sensorgegevens en de gemeten infraroodspectra en de houdbaarheidsvoorspellingen te berekenen, de onderzoeksteams ontwikkelen intelligente algoritmen die zoeken naar veelzeggende patronen en regelmatigheden in de data. "Door machinaal leren, kunnen we het herkenningspotentieel vergroten. In onze testen, we bestudeerden tomaten en rundergehakt, " zegt Gruna. Bijvoorbeeld, we gebruikten statistische technieken om de gemeten NIR-spectra van rundergehakt te correleren met de snelheid van microbieel bederf en leidden de resterende houdbaarheid van het vlees af van de resultaten. Uitgebreide opslagtesten, waarbij de onderzoeksteams de microbiologische kwaliteit en andere chemische parameters hebben gemeten onder verschillende bewaarcondities, toonde een goede correlatie tussen het berekende en het werkelijke totale kiemgetal.

App geeft houdbaarheid van voedsel weer

De scanner stuurt de gemeten gegevens via Bluetooth naar een database voor analyse. Deze database is een speciaal ontwikkelde cloudoplossing waarin de evaluatiemethoden zijn opgeslagen. Volgende, de testresultaten worden verzonden naar een app die ze aan de gebruiker toont en laat zien hoe lang het voedsel onder verschillende bewaaromstandigheden vers blijft, of geeft aan dat de houdbaarheidsdatum al is verstreken. In aanvulling, de consument krijgt tips over alternatieve manieren om voedsel waarvan de houdbaarheidsdatum is verstreken, te gebruiken. Begin 2019 start een testfase in supermarkten, die gaat onderzoeken hoe consumenten op het apparaat reageren. Breder, de verwachting is dat de veelzijdige technologie in de hele waardeketen zal worden gebruikt, van grondstof tot eindproduct. Het vermogen om kwaliteitsveranderingen in een vroeg stadium te detecteren, vergemakkelijkt alternatief gebruik en helpt verspilling te verminderen, maar de scanner is meer dan alleen een instrument om etenswaren te testen. Het kan beter worden omschreven als een algemeen gebruik, kosteneffectieve scantechnologie die eenvoudig kan worden aangepast. Bijvoorbeeld, het systeem kan worden gebruikt om te sorteren, scheiden en classificeren van kunststoffen, hout, textiel en mineralen. "Het scala aan mogelijke toepassingen is zeer breed; het apparaat moet alleen dienovereenkomstig worden getraind, ' zegt Gruna.