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 (siehe Abb. rechts).
Es konnten in verschiedenen Studien gängige Verderb auslösende oder sogar für den Menschen im Übermaß schädliche Erreger nachweislich verringert werden. Dazu gehören z. B. E. coli, Salmonellen, staphylococcus 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 Nahrungsmitteln Salat und Blaubeeren wurde jeweils 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.
Fakten über Blaubeeren
Blaubeere vs. Heidelbeere - wo ist der Unterschied?
Blaubeeren und Heidelbeeren unterscheiden sich grundlegend darin, dass die Blaubeere die Kultur- und die Heidelbeere die Wildform der Beere darstellt. Weiter gibt es Unterschiede bei Frucht und Wuchsform. Die Frucht der Blaubeere ist in der Regel größer als die der Heidelbeere, hat eine hellere Hautfarbe (oft bläulich-violett) und enthält mehr Fruchtsaft. Sie kann beim Verzehr einen süßeren Geschmack haben und hat eine dickere Haut als die Heidelbeere. Während Heidelbeeren in Wäldern, Mooren oder auf Hochflächen beheimatet sind und nur 0,5-1 m hoch werden, erreicht die verwandte Kulturform der Blaubeere eine Strauchhöhe bis zu 2 m.
Ursprung
Blaubeeren stammen ursprünglich aus Nordamerika. Bereits von den Ureinwohnern Nordamerikas wurden sie als Nahrungsmittel und für medizinische Zwecke genutzt. Auch heute sind die USA der weltweit größte Produzent von Blaubeeren. Dort werden Blaubeeren manchmal als „Blaues Gold“ bezeichnet, aufgrund ihres hohen Marktwerts und der zunehmenden Beliebtheit als gesunde Nahrungsquelle. In den letzten Jahren hat auch der Anbau in anderen Regionen zugenommen, da die Nachfrage weltweit wächst.
Blau, blauer am blauesten - das farbige Superfood
Blaubeeren haben ihre charakteristische blaue Farbe aufgrund von Anthocyanen, einer Art von Flavonoiden. Diese Farbstoffe sind auch starke Antioxidantien, die die Zellen vor Schäden schützen. Obwohl der Name „Blaubeere“ auf eine blaue Frucht hinweist, sind viele Blaubeeren in Wirklichkeit eher violett oder blau mit einer weißen „Blüte“ oder Wachsüberzug, was den bläulichen Farbton noch intensiver macht.
Blaubeeren sind nicht nur lecker, sondern auch äußerst gesund. Sie sind reich an Antioxidantien, insbesondere Anthocyanen, die die Zellen vor Schäden durch freie Radikale schützen. Sie sind eine gute Quelle für Vitamin C, K und verschiedene B-Vitamine. Blaubeeren enthalten viele Ballaststoffe, die die Verdauung unterstützen und helfen, den Blutzuckerspiegel stabil zu halten.
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.
Ein Interview mit Herrn Rieke und weitere Informationen über den Betrieb finden Sie HIER
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.
Ein Interview mit Frau Mazur-Rodak und weitere Informationen über den Betrieb finden Sie HIER
Das Projekt "BlaubaD" wurde im Rahmen der Europäischen Innovationspartnerschaft „Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft" (EIP Agri) gefördert.
