Projekt „Blauapfel“

Die Nutzung der desinfizierenden Wirkung von blauem Licht im blauen Wellenlängenbereich (400-480 nm) wird seit der Verfügbarkeit von leistungsstarken Blauen LEDs Ende der 90er Jahre intensiv untersucht. Die Vorteile gegenüber anderen Desinfektionsmethoden, wie die Möglichkeit der Abtötung vieler relevanter Mikroorganismen ohne den Einsatz von Chemikalien bei nur geringer Belastung für menschliches Gewebe und technische Materialien und ohne die Gefahr einer Resistenzbildung wurde zuerst im medizinischen Bereich eingesetzt. Seither wird nach immer neuen Anwendungsmöglichkeiten gesucht, so auch in der Nahrungsmittelbranche gesucht. Ziel des Projektes war die Nutzbarmachung der Blaulicht-Bestrahlung zur Oberflächendesinfektion von Lageräpfeln zur Verhinderung von Lagerfäulen mit dem Ziel der Verbesserung der Lagerfähigkeit insbesondere im Bereich des Bioobstbaus.
Ein Bestrahlungsplatz zur Blaulichtdesinfektion im Labormaßstab wurde nach der Auswahl und Charakterisierung geeigneter blauer LEDs aufgebaut. Weiterhin wurden geeignete Bakterien zur Ermittlung der optimalen Bestrahlungswellenlänge und der notwendigen Blaulicht-Dosis für eine sichere LD90-Reduktion ausgewählt und die entsprechenden Untersuchungen durchgeführt. Untersuchungen zur Wirkung der Blaulichtbestrahlung auf die Äpfel haben gezeigt, dass eine Dauerbestrahlung mit einer Lichtleistung größer 300 W/m2 zu einer zu starken Erwärmung der Apfeloberfläche und damit zu Hitzeschäden am Apfel führt. Es ist also notwendig, die Bestrahlung bei geringerer Leistung über einen längeren Zeitraum zu realisieren. Weiterhin wurde eine Sensorik zur Überwachung und Steuerung des Bestrahlungsprozesses entwickelt. Aufbauend auf den Voruntersuchungen erfolgte der Aufbau und die Installation einer Bestrahlungsanlage an der Obstsortieranlage der Firma Bioobst Görnitz. Mit dieser Anlage wurden Bestrahlungsversuche sowie Ultraschall-unter-stützte Bestrahlungsversuche an den Apfelsorten ELSTAR und PINOVA durchgeführt.
Das Verfahren der Blaulichtbestrahlung wurde in diesem Projekt auf die Beseitigung von Bakterien ausgelegt. Dies kann auf die Lagerfähigkeit der Äpfel wenig Einfluss haben, was am Ergebnis der Bonituren sichtbar wird. Auffällig für sämtliche verwendeten Apfelchargen war, dass die Beladung der Apfeloberfläche mit Bakterien sehr gering war. Die meisten Bakterien finden sich im Fruchtfleisch und in den Samen, die Schale hingegen ist weniger besiedelt. Die Problematik der Lagerfäulen wird durch Pilze verursacht. Für die sichere Inaktivierung von Pilzen würde, verglichen mit Bakterien, die mehr als zehnfache Blaulichtdosis benötigt, das heißt, die Äpfel müssten mit der eingestellten Leistung mindestens ca. 3 h bestrahlt werden, um eine übermäßige Erhitzung zu vermeiden. Ein Problem mit Verderb durch Bakterien gibt es erst, wenn die Äpfel beschädigt oder zur weiteren Verarbeitung aufgeschnitten werden und so Fruchtzucker und Nährstoffe für aerobe Umgebungsbakterien zur Verfügung stehen. Zu überlegen wäre, ob die entwickelte Technologie, z.B. durch die Bestrahlung in einer kalten Umgebung, in dieser Richtung angepasst und eingesetzt werden kann.

AIF Projekt GmbH, Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM), BMWK, Kooperationsprojekt (KF); FKZ: KK 5069908AP1