BlaubaD - Blaulicht-basierte Desinfektion von Lebensmitteln
Hintergrund
Das Ausmaß der weltweiten Lebensmittelverschwendung stellt ein zentrales Problem für die Ernährung einer wachsenden Bevölkerung dar. Einer der Gründe ist die geringe Haltbarkeit von Frischeprodukten und der daraus resultierende Abfall. Waren wie Salate oder Beerenobst müssen oftmals innerhalb weniger Tage geerntet, ausgeliefert und verzehrt werden.
Der entscheidende Faktor für die geringe Haltbarkeit ist mikrobieller Verderb, der auf der Oberfläche des Lebensmittels zum Beispiel als Schimmelpilz oder Faulstelle sichtbar wird. Die hierfür ursächlichen Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze werden zwar durch die Aufbewahrung im Kühlschrank in ihrer Vermehrung gebremst, jedoch nicht vermindert.
Was aber, wenn von vornherein weniger dieser mikrobiellen Erreger auf der Oberfläche von Obst oder Gemüse haften würden?
Das Projekt
Genau hier setzt das Projekt „BlaubaD“ an. Ziel ist es, durch eine Bestrahlung mit Blaulicht eine längere Haltbarkeit von Frischeprodukten zu erreichen. Hierfür wird vom Laserzentrum Hannover ein praxisfähiges Desinfektionsmodul entwickelt. Der Fokus liegt auf einer kostengünstigen, einfachen und skalierbaren Lösung, die sich in unterschiedliche Betriebsabläufe integrieren lässt.
Das Konzept wird während der Projektlaufzeit vom 01.08.2024 bis 31.07.2027 zunächst in zwei direkt vermarktenden Betrieben an den Beispielkulturen Salat und Blaubeeren entwickelt. Während der Praxisphase werden neben dem Nachweis der Wirksamkeit auch Feststellungen zum optimalen Behandlungszeitpunkt und -intervall getroffen.
Desinfektion durch Blaulicht
Für Lebensmittel und Verpackungen bieten LED´s mit einem Lichtspektrum zwischen 400 und 500 nm großes Potenzial. In diesem Bereich wird das Licht vom menschlichen Auge als „blau“ wahrgenommen. Blaulicht wirkt antimikrobiell, indem es endogene Photosensibilisatoren aktiviert, die reaktive Sauerstoffspezies bilden. Diese greifen essentielle Bestandteile in bakteriellen Zellen an.
Es konnten in verschiedenen Studien gängige Verderb auslösende oder für den Menschen im Übermaß schädliche Erreger nachweislich verringert werden. Dazu gehören z. B. E. coli, Salmonellen, S. aureus oder Listerien. Getestet wurde in verschiedenen Gemüsen und Beeren sowie Verpackungen aus den Plastikvarianten PE und PP. Blaulicht wirkt nachweislich gegen Hefen, Bakterien und die Entwicklung von Pilzen. Eigenschaften der Lebensmittel beeinflussen die Effizienz des Verfahrens jedoch stark. Eine Resistenzwirkung gegen Blaulicht ist bisher nicht bekannt.
Bei den im Projekt „BlaubaD“ fokussierten Nahrungsmittel Salat und Blaubeeren wurde eine desinfizierende Wirkung gegen E. coli (Salat) und das Tulavirus (Blaubeeren) nachgewiesen. In den kommenden Monaten und Jahren werden weitere Erreger, die optimale Bestrahlungsdauer, das erforderliche Lichtspektrum und der Einfluss von Verpackungen von den Projektmitgliedern in der Praxis getestet.
Projektpartner
Das Forschungsinstitut Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist ein unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut für Photonik und Lasertechnologie. Die Arbeitsgruppe Biophotonik konzentriert sich auf Wechselwirkungen von Licht auf Gewebs-bzw. zellulärer Ebene.
Im Themenfeld Desinfektion besteht enge Zusammenarbeit mit der Gruppe Food and Farming. Als technischer Projektpartner untersucht das LZH die Wirksamkeit verschiedener Belichtungsroutinen im Hinblick auf die Entkeimung von frischem Obst, Beeren und Gemüse, erarbeitet die Routine mit der größten Gesamtwirksamkeit und entwickelt die Belichtungsmodule.
Am LZH wurden und werden bereits mehrere Projekte durchgeführt, die sich mit verschiedenen Methoden und Anwendungsgebieten der lichtbasierten Desinfektion befassen.
Der Obsthof Rieke baut seit 2011 verschiedene Obstsorten im Naturpark Steinhuder Meer an und bewirtschaftet seit 2021 auch Flächen in Lemgo (NRW). Umweltfreundliches Wirtschaften und einladende Konzepte stellen für den Betrieb wichtige Prinzipien dar. Die Spezialisierung liegt im Anbau und der Vermarktung von Heidelbeeren.
Neben Großhändlern, Handelsketten und Einzelhändlern werden die Beeren vor allem über eigene Verkaufsstände, Flächen zum Selbstpflücken und einen Hofladen vermarktet.
Es werden aus eigenen Früchten hergestellte Torten und Fruchtaufstriche angeboten. Gäste können können bei Führungen mit dem Elektrozug Einblicke in Anbau und Nutzung der Heidelbeere erhalten.
Die Permakultur Kirchhorst hat sich der nachhaltigen Transformation von Landwirtschaft verschrieben. Sie wirtschaftet nach dem Prinzip der Permakultur und beheimatet eine hohe Kulturvielfalt auf kleiner Fläche. Dadurch können eine Vielzahl an Obst- und Gemüsearten angeboten werden. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Anbau und der Produktion von Salaten. Die frischen Produkte werden im eigenen Hofladen und in Verkaufsschränken vertrieben.
Die Aufbereitung der Böden inklusive einer gesunden Bodenflora nimmt in der landwirtschaftlichen Nutzung eine zentrale Rolle ein. Die Auswirkungen verschiedener Anbautechniken, aber auch anderer Eingriffe auf die Erzeugnisse sind für die Permakultur Kirchhorst von beständigem Interesse. Mit Veranstaltungen und Führungen machen sich die Betreiber für ein stärkeres Bewusstsein für diese alternative und äußerst nachhaltige Art der Landwirtschaft stark.
Das Projekt "BlaubaD" wurde im Rahmen der Europäischen Innovationspartnerschaft „Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft" (EIP Agri) gefördert.
