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TU Berlin

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Forschung

Das Pferd auf dem Teller

Freitag, 12. April 2013

Eine TU-Laserpistole ist Betrügereien in der Fleischindustrie mit Ramanspektroskopie auf der Spur

Doktorandin Halah Al-Ebrahim demonstriert, wie das Fleisch mit rotem Laserlicht untersucht wird. Das Messgerät, das hier zu sehen ist, konnte so verkleinert werden, dass es in die handliche „Laserpistole“ passt. Auf dem Laptop wird die Kurve sichtbar, die
Lupe

Immer wieder wird die Lebensmittelindustrie durch Skandale erschüttert, die teils zu Ekel, zumindest aber zu Ärger Anlass geben. Sie gehen bis zum Verbraucherbetrug. Das Thema „Pferd im Schweine- oder Rindfleisch“ beherrschte die Medien in den letzten Wochen. Chemische Analysen können den Betrug aufdecken, kosten allerdings Zeit. Schneller geht es mit Licht.

Mit einer an der TU Berlin entwickelten Raman-Laserpistole ist es möglich, innerhalb von wenigen Sekunden verschiedene Fleischsorten zu unterscheiden wie Schwein, Rind, Pute und Huhn, denn jedes Fleisch zeigt ein deutlich anderes Spektrum. Pferdefleisch fällt als „Fremdfleisch“ im Spektrum sofort auf.

„Wir konnten inzwischen selbst exotische Fleischarten wie Kamel-, Krokodil- und Pythonfleisch mit der Laserpistole identifizieren“, sagt PD Dr.-Ing. Heinz-Detlef Kronfeldt, der die Arbeitsgruppe „Laserspektroskopie“ am Institut für Optik und Atomare Physik leitet. Möglich ist dies mit der Ramanspektroskopie. In der Laserpistole befindet sich eine kleine rote Laserdiode, die einen Lichtblitz von einer Sekunde in das Fleisch schießt. Das Licht wird im Fleisch gestreut, das Spektrum des Streulichts wird gemessen und man sieht sofort an der Spektralkurve auf dem Laptop, um welche Fleischsorte es sich handelt und wie alt das Fleisch ist. Seit Ende 2012 liegt die Dissertation von Kay Sowoidnich aus der Arbeitsgruppe vor. Darin beschreibt der Physiker die verschiedenen Spektren und hat sie sogar um einen dreidimensionalen Aspekt erweitert. So sind selbst kleinste Unterschiede im Spektrum, beispielsweise zwischen verschiedenen Geflügeln wie Pute und Huhn, leicht auffindbar.

Die Wissenschaftler messen die sogenannte „Raman-Streuung“. Dieser Effekt wurde bereits 1928 erstmals von dem Inder Chandrasekhara Raman nachgewiesen. Wenn Licht auf ein Molekül trifft und gestreut wird, entsteht ein charakteristisches Spektrum. „So kann jedes Material anhand seines spezifischen ,Fingerabdrucks’ identifiziert werden“, sagt Heinz-Detlef Kronfeldt. „So hat zum Beispiel Rindfleisch ein bestimmtes Spektrum. Wenn das Fleisch jedoch mit anderen Fleischsorten vermischt ist, sieht man diese ,Verunreinigungen’, die man dann auch identifizieren kann, wie im Fall des Pferdefleisches.“ Auch das Alter des Fleisches beziehungsweise sein Frischezustand lassen sich leicht messen. „Mit jedem Tag bilden sich Keime auf dem Fleisch, das kann man nicht verhindern“, sagt Kronfeldt, „auch nicht durch Kühlung.“ Die zunehmende Zahl der Bakterien verändert das Spektrum deutlich. So sind sie auffindbar, lange bevor die Nase den „Gammelgeruch“ wahrnimmt.

Die Laserpistole sorgte bereits als Detektor beim „Gammelfleisch“-Skandal im Jahr 2007 für Schlagzeilen. Sie war ursprünglich in dem mit drei Millionen Euro vom Bundesbildungsministerium geförderten Verbundprojekt „FreshScan“ entwickelt worden, um die Frische von Fleisch zu identifizieren. Durch die Weiterentwicklung des Geräts seitdem ist es heute sogar möglich, die Frische und Sorte des Fleisches selbst durch die Verpackung hindurch festzustellen. Auch Fett, Knochen und Bindegewebe können unterschieden werden.

Die Laserpistole liegt derzeit als Prototyp am Fachgebiet der TU Berlin vor. Zwar könnte man sie sich gut im Supermarkt vorstellen, oder auch bei muslimischen Fleischhändlern, die auf „halal“-Fleisch ohne Schwein angewiesen sind. Handlich ist sie ebenfalls, und die Kurven des Spektrums sind von jedermann leicht zu interpretieren. Für den industriellen Gebrauch ist sie jedoch derzeit noch zu teuer. Es ist der empfindliche Spektrograf, das Messgerät, der viel Geld kostet. Zwei Doktorandinnen arbeiten derzeit weiter an diesem Thema in Heinz-Detlef Kronfeldts Arbeitsgruppe. „Vielleicht“, so Kronfeldt, „könnten im Lauf der kommenden Jahre sogar Fleischscanner-Apps für Handys entwickelt werden, ähnlich den Bar-Code-Scannern, die es ja schon gibt.“

www.tu-berlin.de/?id=31989

Patricia Pätzold / Quelle: Hochschulzeitung "TU intern", 4/2013

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