Obst oder Gemüse sollten lange haltbar sein. Entscheidend ist dafür die richtige Lagerung, andernfalls gehen wertvolle Inhaltsstoffe wie Eiweiße, Kohlehydrate oder Vitamine verloren. Schon normale Temperaturen können frische Kost in ungenießbare Ware verwandeln. Ein Grund für den schnellen Qualitätsverlust: Obst und Gemüse bestehen aus lebenden Zellen, die auch nach der Ernte weiter „atmen“. Diese sogenannte metabolische Aktivität stellt hohe Anforderungen an die Lagerung und den Transport frischer Kost.

Atmungsrate in Echtzeit messen

Forscher vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam haben nun ein neues Sensorsystem entwickelt, das im Lager sowie in einzelnen Verpackungen Sauerstoffverbrauch und Kohlendioxidproduktion kontrollieren kann. Wie das Team um Pramod V. Mahajan im Fachblatt „Computers and Electronics in Agriculture” berichtet, erfasst die modulare Respirationsmesskugel präzise und schnell die sogenannte Atmungsrate in Echtzeit. Sie ist ein Indikator für die Geschwindigkeit der Abbauprozesse bei Obst und Gemüse.

Mit einem Durchmesser von 88 mm und einem Gewicht von knapp 200 g ist die Sensorkugel den Forschern zufolge in etwa so groß wie ein Apfel. Sie besteht aus zwei Sensoren, die den O₂-Verbrauch und die CO₂-Abgabe der Lebensmittel in frei wählbaren Intervallen messen und daraus die Atmungsrate errechnen können. Gleichzeitig werden Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit erfasst. Die Luftmessung wird durch zwei gegenüberliegende transparente Öffnungen ermöglicht. Die mit der Kugel gemessenen Daten können wiederum drahtlos übertragen, aber auch bis zu 100 Tage – je nach Messintervall – in dem System gespeichert werden.

Lagerbedingungen schnell und präzise steuern

Erste Tests bei der Lagerung von Erdbeeren waren erfolgreich: Selbst geringe Änderungen der Gaszusammensetzung in der Lageratmosphäre wurden mithilfe der Kugel schnell und zuverlässig gemessen. Das Potenzial des neuen Sensorsystems geht den Forschern zufolge jedoch weit über den Einsatz in Lager- und Transportbehältern hinaus. „Dank seines kompakten, mobilen und modularen Designs kann die Sensorkugel insbesondere auch bei der Entwicklung optimierter Verpackungen sehr hilfreich sein. Wir können damit die Sauerstoff- und Kohlendioxid-Permeabilität fertiger Verpackungssysteme ermitteln, beispielsweise von Trays mit Deckelfolie. Auch die Anzahl und Größe von Mikroperforationen in der Verpackung, die notwendig sind, um entsprechend der spezifischen Anforderungen der unterschiedlichen Obst- und Gemüsearten den Gasaustausch im Sinne einer längeren Haltbarkeit zu verbessern, lassen sich mit Hilfe des Sensorsystems einfacher bestimmen“, sagt Pramod V. Mahajan vom ATB. 

Nach den erfolgreichen Tests suchen die ATB-Forscher nun nach Partnern in der Wirtschaft, um das Sensorsystem zur Marktreife zu führen. 

bb