Lebensmittelsicherheit Mikroporöse Kristalle: Tinte erkennt verdorbene Lebensmittel

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Forschende der TU Graz haben eine auf mikroporösen Kristallen basierende Verbundtinte entwickelt, die verdorbene, proteinreiche Lebensmittel per Farbumschlag anzeigt. Mit einem ERC Grant werden nun praktische Anwendungsmöglichkeiten untersucht.

Paolo Falcaro von der TU Graz hat einen ERC Proof of Concept Grant erhalten. Der Forscher hat gemeinsam mit seinem Team eine mikroporöse Kristallverbindung entwickelt, die signalisiert, ob proteinreiche Lebensmittel verdorben sind. Mit dem ERC Grant werden nun praktische Anwendungsmöglichkeiten ausgelotet.

Die mikroporöse Kristallverbindung ist Ergebnis seines per ERC Consolidator Grant geförderten Projekts Popcrystal, Nun hat Falcaro vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der TU Graz damit den ERC Proof of Concept Grant (PoC) eingeworben. Das neue Projekt mit dem Namen Fresco, das über eine Laufzeit von 18 Monaten mit 150.000 Euro gefördert wird, hat das Ziel, die Lebensmittelsicherheit zu erhöhen und Lebensmittelverschwendung zu reduzieren. Möglich macht das ein im Rahmen von Popcrystal entwickelter mikroporöser kristalliner Verbundstoff, der giftige chemische Verbindungen detektiert, die entstehen, wenn proteinreiche Nahrungsmittel wie Fisch, Fleisch oder Käse verderben.

Verbundtinte erkennt toxische Verbindungen

Einer Untergruppe von mikroporösen Kristallen, so genannten „metal-organic frameworks (MOFs), wird im Bereich der Materialwissenschaften ein großes Potenzial zugeschrieben, da sie trotz kleiner Größe eine sehr große Oberfläche besitzen. Je nach Anordnung ihrer Poren können sie verschiedenste Eigenschaften haben. Paolo Falcaro war es im Projekt Popcrystal gelungen, die Porenorientierung zu steuern. Darauf aufbauend folgte in Zusammenarbeit mit Forschenden aus dem TU Graz-Leadprojekt „Porous Materials @ Work for Sustainability“ die Erforschung lithographischer Methoden zur Entwicklung MOF-basierter Anwendungen. Die ersten Ergebnisse dazu publizierte das Team in Advanced Materials. Diese Erkenntnisse werden im Anschlussprojekt Fresco nun weiter erforscht, um eine Tinte weiterzuentwickeln, die das Verderben von Lebensmitteln erkennt.

Beschichtete Verpackungen für mehr Lebensmittelsicherheit

Basis dafür ist ein im Rahmen von Popcrystal entwickeltes MOF, das in Form einer nicht-toxischen Verbundtinte auf die Innenseite von Lebensmittelverpackungen aufgebracht werden kann: Je nach Konzentration der giftigen Verbindungen in den verpackten Lebensmitteln ändert die Verbundtinte ihre Farbe. Dadurch lässt sich eruieren, ob die Speisen noch genießbar sind oder nicht. Während des neuen ERC-Projekts möchte das Team um Paolo Falcaro zusammen mit weiteren Forschenden der TU Graz die Zusammensetzung des MOFs verbessern, seine Effektivität testen und geeignete Partner aus der Verpackungsindustrie finden, um die Entwicklung in die Anwendung zu bringen. Dies ist auch die Intention hinter dem Proof of Concept Grant: Aufbauend auf einem bereits eingeworbenen ERC Grant die Forschungsergebnisse auf vermarktbares Innovationspotenzial zu evaluieren.

Nahrungsmittelmaschinen- und Verpackungsmaschinen

Wie lässt sich Lebensmittelverschwendung eindämmen?

Paolo Falcaro sagt: „Die Sicherheit von Lebensmitteln zu verbessern und deren Verschwendung zu reduzieren, sind globale Herausforderungen. Fresco steht daher auch im Einklang mit den United Nations Sustainable Development Goals (SDGs), die unter anderem darauf abzielen, die Sicherheit von Lebensmitteln zu erhöhen und einen nachhaltigeren Umgang mit ihnen zu erreichen, indem Produkte verantwortungsvoller konsumiert werden. Wenn Verpackungen mit unserem MOF laufend die Frische der Lebensmittel überwachen können, sollte das vorzeitiger Entsorgung noch genießbarer Speisen ebenso vorbeugen wie dem Konsum verdorbener Lebensmittel.“

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