Ein mobiles Gaschromatografie-Sensorsystem soll künftig helfen, gefälschte oder minderwertige Lebensmittel direkt vor Ort zu identifizieren. Drei Fraunhofer-Institute entwickeln ein handliches, kostengünstiges Gerät, das auch von Nicht-Experten bedient werden kann. Es analysiert flüchtige organische Verbindungen und erkennt damit Manipulationen wie gefärbtes Rapsöl als Olivenöl. Das System zielt auf Anwendungen in der Lebensmittelkontrolle und im Recycling ab.
Hintergrund zu Lebensmittelbetrug und aktuellen Herausforderungen
Lebensmittelbetrug nimmt seit Jahren zu, getrieben durch hohe Nachfrage, Preiskampf und komplexe Lieferketten. Gefälschte Produkte wie verdünntes Olivenöl gehören zu den häufigsten Fällen und können gesundheitliche Risiken bergen, wenn schädliche Zusätze verwendet werden. Bisherige Nachweise erfordern teure Laboranalysen mit spezialisierten Geräten und Fachpersonal. Ergebnisse liegen oft erst nach Tagen vor, was schnelle Kontrollen bei Wareneingang oder Produktion erschwert. Mobile Lösungen fehlen, die robust, günstig und einfach zu bedienen sind.
Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) dienen als Marker für Zusammensetzung, Qualität und Veränderungen von Materialien. Ihre Detektion ist in Bereichen wie Lebensmittelsicherheit, Gesundheit, Umweltschutz und Industrie etabliert. Gaschromatografie trennt und identifiziert diese Stoffe präzise, doch konventionelle Systeme sind stationär und aufwendig.
Das PUMMEL-Projekt und technische Umsetzung
Im Fraunhofer-internen Projekt PUMMEL kooperieren die Institute für Photonische Mikrosysteme (IPMS), für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) sowie für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV). Ziel ist ein mobiles System in Schultertaschengröße, bestehend aus chipbasierter Gaschromatografie-Säule, Detektor, Probenvorbereitung, Elektronik und Stromversorgung.
Das Prinzip: Ein Trägergas transportiert die Probe durch eine in Silizium geätzte, beheizbare Säule. VOCs interagieren mit der polymerbeschichteten Innenwand und trennen sich je nach Affinität. Am Ausgang erzeugt ein Detektor ein Chromatogramm mit Peaks, das die Zusammensetzung offenbart. Fraunhofer IME wertet die Daten aus, etwa für Herkunft, Alter oder Reinheit von Olivenöl. 0 „LARGE“ 1 „LARGE“ 5 „LARGE“
Zwei Anwendungsfälle stehen im Fokus: Erkennung gefälschten Olivenöls und Kontaminationen in Kunststoffrecyclaten, relevant bei steigenden Recyclingquoten. Erste Tests mit konventionellen Säulen trennten VOCs zuverlässig. Miniaturisierte Chip-Säulen sollen ausreichen, da höchste Trennleistung für viele Qualitätsprüfungen nicht nötig ist. 8 „LARGE“
Das Gerät richtet sich an Nicht-Spezialisten wie Wareneingangsprüfer. Nach kurzer Einweisung soll es intuitive Bedienung ermöglichen. Modularität erlaubt Anpassungen für weitere Einsätze.
Kontext und aktuelle Relevanz
Das Projekt reagiert auf wachsende Bedrohung durch Betrug in globalen Ketten und strengere Vorschriften zur Lebensmittelsicherheit. Mobile Technik könnte Kontrollen dezentralisieren und Kosten senken. Im Recycling hilft sie, Schadstoffe in Verpackungen zu vermeiden. Ergebnisse präsentieren die Forscher auf der Analytica-Messe 2026 in München.
Herausforderungen umfassen Miniaturisierung bei ausreichender Trennleistung und robuste Probenvorbereitung. Das System verspricht breite Anwendungen in Industrie und Behörden, mit Potenzial für Kooperationen zur Individualisierung.
Quelle: „Rapid On-Site Detection of Food Fraud“. Projektlaufzeit: März 2023 bis August 2026, gefördert im Fraunhofer-Programm PREPARE.
