Entwicklungen bei den Analysen zur Qualitätskontrolle

Jedes für den menschlichen Verzehr bestimmte Produkt muss strengen Tests unterzogen werden. Natürlich, um die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten, aber auch, um zu beweisen, dass das Lebensmittel das enthält, was es enthalten soll, und nichts anderes. Heutzutage werden die meisten Tests im Labor, in der eigenen Produktion oder in Zusammenarbeit mit einem externen Partner durchgeführt, um eine ausreichend detaillierte Analyse durchführen zu können. Wir erforschen jedoch auch, was in Zukunft durch Inline-Messungen und -Analysen abgebildet werden kann.

Sensoren bergen ein enormes Potenzial für die Lebensmittelindustrie, um sowohl den Prozess als auch die Qualität der Produkte zu kontrollieren. Die Anwendungsbereiche liegen im Nachweis von Krankheitserregern in Rohstoffen sowie bei der Verarbeitung und Qualitätskontrolle des Endprodukts. Bisher waren Sensoren vor allem in der Produktionslinie im Einsatz, wo sie die Umgebung überwachen und auf das Vorhandensein von Gasen prüfen. Man denke an Kohlenwasserstoffe, Ammoniak und Schwefelwasserstoff, die bei der Produktion entstehen können. Diese Art von Sensoren liefert wertvolle Informationen über die Prozessleistung, aber kaum direkte Daten über die Qualität des verarbeiteten Produkts. Um hier mehr Licht ins Dunkel zu bringen, muss man auf chemische und Biosensoren zurückgreifen. Optionen, die immer noch stark von der Anwendung und der Prozessumgebung abhängig sind.

Auf dem Weg zur Echtzeit-Analyse

In einem typischen Bioprozess werden Zellen unter streng kontrollierten Bedingungen in Fermentern oder Bioreaktoren in flüssigen Medien gezüchtet. Die Produkte dieser Bioprozesse reichen von Enzymen bis hin zu Biopharmazeutika oder wertvollen Lebensmittelgerüchen, die natürlich alle hohe Anforderungen an die Produktqualität und -sicherheit stellen. Gassensoren haben sich bereits als sehr nützlich bei der quantitativen und qualitativen Überwachung von Bioprozessen erwiesen und ermöglichen die Echtzeitüberwachung von Zellstatus, Wachstumsrate und Produktkonzentration. Ein weiterer Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass sie eingesetzt werden kann, um Verunreinigungen mit fremden Mikroorganismen in Echtzeit in einem Bioreaktortank nach nur wenigen Stunden der Verarbeitung zu erkennen, was einen erheblichen Vorteil gegenüber herkömmlichen mikrobiologischen Methoden darstellt. Die Anwendung nicht-invasiver Online-Überwachungstechnologien wie dieser Gassensoren könnte also durchaus zur Verbesserung der Produktqualität beitragen.

Automatisierung und Miniaturisierung

Zwei Trends werden die angewandte Forschung im Bereich der Sensortechnologien stark beeinflussen: Automatisierung und Miniaturisierung. Zwei Trends, die zudem eng miteinander verwoben sind. Die erforderliche Instrumentierung kann in die bestehende Prozesstechnik integriert werden, um den laufenden Prozess nicht zu stören. Darüber hinaus müssen diese Systeme in allgemeine Qualitätssicherungs- und Rückverfolgbarkeitssysteme integriert werden. Derzeit können die bestehenden Methoden diese Anforderungen noch nicht erfüllen. Aber in Zukunft werden Echtzeittests mit zuverlässiger Sensortechnologie den Lebensmittelherstellern einen Mehrwert bieten, indem sie Handhabungskosten und Produktrückrufe reduzieren. Da die Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit steigen, wird die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitssensorik weiter zunehmen.

Neue Möglichkeiten 

In der Tat muss die Lebensmittelindustrie mehr und mehr Informationen über ihre Produkte vorlegen können als je zuvor. Um den Prozess perfekt unter Kontrolle zu halten und die Prozessparameter am Produktionsstandort mit maximaler Sicherheit verarbeiten zu können, werden Messdiagnosegeräte benötigt. Geräte, die direkt in der Nähe der Produktionslinie arbeiten können, oder besser noch, die vollständig integriert und angeschlossen sind. Es wird einen Markt für Geräte geben, die ...

• in der Lage sein, einen bestimmten Bereich zu messen, der innerhalb der Vorschriften liegt
• kann in bestehende Qualitätskontroll- und Datenmanagementsysteme integriert werden
• über einen längeren Zeitraum genau und zuverlässig arbeiten
• ausreichend kurze Reaktionszeiten haben
• hygienisch gebaut
• sind einfach zu bedienen, zu warten, zu zerlegen und zu montieren und für Lebensmittelunternehmen erschwinglich