"Digitale Technologien als Wegbereiter für einen kontinuierlichen Wandel des Lebensmittelsicherheitssystems".

Koordinator; George-John NYCHAS

Zusammenfassung des Projekts

“DiTECT wird ein integriertes Rahmenwerk für die Echtzeit-Erkennung, -Bewertung und -Minderung von biologischen, chemischen und Umweltkontaminanten in der gesamten Lebensmittelversorgungskette entwickeln. DiTECT bringt Partner aus Forschung, Industrie und Lebensmittelbehörden zusammen, welche die Lebensmittelindustrie in der EU und in China repräsentieren, um die Grundlage für zukünftige Plattformen zur Überwachung der Lebensmittelsicherheit zu schaffen. Dies soll durch die Entwicklung einer standardbasierten, modularen, Big-Data-fähigen Plattform geschehen, die in der Lage ist, unter Einbeziehung von Blockchain-Prozessen, genaue Vorhersagen über die Lebensmittelsicherheitsparameter eines bestimmten Lebensmittels zu treffen. Dazu werden in Echtzeit und über kosteneffiziente Sensoren bei der Ernte, der Getreidelagerung, dem Viehbestand und in der Lebensmittelversorgung Daten gesammelt. DiTECT integriert multidisziplinäre Forschungsteams aus Bereichen wie mikrobielle und spektroskopische Fingerabdrucktechnologien, neue IKT-basierte Systeme zur Rückverfolgung von Lebensmitteln, Signalanalyse und Data Mining. Die mikrobielle Profilerstellung wird durch konventionelle mikrobiologische Analysen in Verbindung mit fortschrittlichen molekularen Methoden (z. B. NGS-basierte Metagenomik) erreicht, während die spektroskopische Profilerstellung auf Spektraldaten basiert, die mit geeigneten schnellen, nicht-invasiven Methoden und Sensorgeräten erzeugt werden. DiTECT ist sich bewusst, dass den derzeitigen Lebensmittelketten eine vollständige Momentaufnahme der Lebensmittelsicherheit auf der Ebene der Ernte/Viehbestände und der Endprodukte fehlt, und sieht daher die Entwicklung eines Cloud-fähigen Speichersystems vor, in das alle Daten, die den verschiedenen Erkenntnissen über produktspezifische Sicherheitsaspekte entsprechen, integriert werden. Die neuartigen Lebensmittelsicherheitsdienste werden in vier (4) realen Pilotprojekten unter aktiver Beteiligung von 21 EU- und 13 CN-Partnern demonstriert, wobei reale Datensätze zur Validierung von Effizienzverbesserungen verwendet werden. Der sorgfältig strukturierte Arbeitsplan verkörpert einen “Multi-Akteur”-Ansatz für den Prototyp und validiert einen einsatzbereiten Rahmen mit erheblichem Nutzungspotenzial für die Agrar- und Lebensmittelindustrie.”

Zusammenfassung

Die Agrar- und Ernährungswirtschaft muss heute zahlreiche Herausforderungen bewältigen und mit scheinbar widersprüchlichen Erwartungen umgehen. In der Tat sind die Lebensmittelunternehmer zusammen mit den Regulierungsbehörden und den Verbrauchern gemeinsam dafür verantwortlich, die Sicherheit, Integrität und Unbedenklichkeit von Lebensmitteln auf umweltverträgliche Weise zu gewährleisten und gleichzeitig den zunehmenden Mangel an natürlichen Ressourcen sowie die kontinuierliche Entwicklung des Lebensstils der Verbraucher und der heutigen Konsumgewohnheiten zu berücksichtigen. Diese Tatsachen, die vor dem Hintergrund des enormen technologischen Fortschritts in jüngster Zeit zu sehen sind, sind von globaler Bedeutung, mit besonderer Relevanz und Wichtigkeit für die EU und China. Vor diesem Hintergrund und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Lebensmittelversorgungskette in beiden Regionen das schwächste Glied in der Lebensmittelkette ist, besteht das Ziel des DiTECT-Projekts darin, quantifizierbare Beweise für die wirksame Erkennung, Bewertung und Eindämmung von biologischen Gefahren, chemischen Gefahren und Umweltkontaminanten zu liefern, indem die neuesten Fortschritte in der Softwaretechnologie und schnelle, nicht-invasive Sensoren mit hohem Durchsatz eingesetzt werden.

DiTECT soll die Schaffung transparenter und zuverlässiger nationaler und internationaler Lebensmittelversorgungsketten erleichtern, und zwar durch einen integrativen Ansatz, der durch modernste Authentifizierungs- und Rückverfolgbarkeitstechnologien unterstützt wird und in der gesamten Lebensmittelkette anwendbar ist. Um diese Vision zu verwirklichen, wird sich DiTECT auf eine vordefinierte Reihe von Lebensmitteln und Lebensmittelketten konzentrieren: Mais (sowohl als landwirtschaftliches Futtermittel als auch als Rohstoff), Rinder (einschliesslich Fleischprodukte und Milch), Geflügel (einschliesslich Geflügelfleischprodukte) und Fisch (als Lebensmittel) (Abb. 1).

Für diese spezifischen Lebensmittelketten sind vier Pilotprojekte geplant, an denen Partner aus der EU und China aktiv beteiligt sind. Zu den zu überwachenden Lebensmittelgefahren/-faktoren gehören:

(a) biologische Gefahren (Salmonellen, Escherichia coli, Campylobacter spp., biogene Amine und Mykotoxine);

(b) chemische Gefahren (Schwermetalle, Acrylamid, Fungizide/Pestizide, Rückstände von Tierarzneimitteln, Muschelgifte und Antibiotika);

(d) Missbräuche (z. B. falsches Temperaturmanagement) und Betrug, einschliesslich betrügerischer Marketingaussagen (z. B. Omega-3-angereichertes oder mit Mais gefüttertes im Vergleich zu normalem/konventionell gefüttertem Geflügel/sonstigem Fleisch) und Verfälschungen (z. B. Verfälschung von Rindfleisch mit Innereien).

Das DiTECT-Projekt hat die folgenden spezifischen Ziele:

Erforschung der Bedürfnisse, Präferenzen, Nachfrage und Akzeptanz der verschiedenen Nutzergruppen der Lebensmittelkette;
Implementierung von produktspezifischen Lebensmittelsicherheitsmodellen für internationale Lebensmittelketten, an denen mehrere Lebensmittelunternehmer in der EU und China beteiligt sind;
Zusammenführung der verschiedenen Akteure der Lebensmittelwertschöpfungskette und der Regulierungsbehörden in der EU und in China;
Konzeption und Entwicklung des offenen DiTECT-Technologiezentrums, das als “intelligentes” Lebensmittelsicherheitsmanagementsystem (iFSMS) bezeichnet wird;
Entwicklung des neuartigen DiTECT-Rahmens für die gesamte Lebensmittelkette;
Effizienz, Effektivität und Attraktivität der DiTECT-Angebote für kommerzielle Lebensmittelakteure bei gleichzeitiger Schaffung von Vertrauen durch die Gewährleistung eines geringeren Risikos von Lebensmittelgefahren, was zu einer nachhaltigen Veränderung der Marktabläufe führt;
Demonstration und Validierung der Effizienz von DiTECT durch produktspezifische Modelle für die Lebensmittelsicherheit;
Skalierung, Verbreitung und Kommunikation der entwickelten Instrumente und Projektergebnisse, um einen Beitrag zur Vision des Weltmarkts in der EU und China zu leisten.

Damit diese Ziele erreicht werden können, wurde ein hochgradig strukturierter und logischer 36-monatiger Arbeitsplan entwickelt, an dem alle Partner beteiligt sind, unter anderem die Akteure der Primärproduktion, die Lebensmittelverarbeiter und die Behörden. Im Arbeitsplan des Projekts sind acht integrierte Forschungs- und Innovationsarbeitspakete (WPs) vorgesehen. Das Projektmanagement (WP1) wird die Steuerung des Projekts sicherstellen. Wie bereits erwähnt, wurden vier Pilotprojekte entwickelt (WP2), und die ausgewählten Gefahren/Faktoren, die in der gesamten Lebensmittelkette untersucht werden sollen. Auch werden die einschlägigen angewandten Protokolle und verwendeten Instrumente (d. h. schnelle, nicht-invasive Sensoren für die Erkennung und Überwachung) in WP3 beschrieben, wobei die Leistung dieser Instrumente ebenfalls validiert wird. WP4 wird sich mit der Speicherung und Verwaltung der aus WP2, WP3 und WP7 gewonnenen Daten befassen. Die Risikobewertung ausgewählter Gefahren/Faktoren wird in WP5 untersucht, während die Validierung des iFSMS, welches in WP6 (auf der Grundlage von WP2 und WP3) entwickelt wird, in WP7 erfolgen wird. Insbesondere wird das webbasierte iFSMS den Endnutzern zur Verfügung gestellt, indem es die Realisierung von IKT-Lösungen und das Kettenmanagement in WP7 unterstützt. WP8 ist der Kommunikation, Verbreitung und Nutzung gewidmet und wird die Projektaktivitäten einrahmen, um das Bewusstsein für Gefahren/Verunreinigungen und Lebensmittelsicherheit weltweit zu erhöhen. Dieses Arbeitspaket wird auch für die Harmonisierung der Ergebnisse und die Kommunikation zwischen den Arbeitspaketen zuständig sein und Leitlinien für die Verbreitungs- und Nutzungsaktivitäten bereitstellen, um die relevanten Projektergebnisse, Ergebnisse von Workshops, Schulungen und Konferenzen zu veröffentlichen. Im Rahmen dieses Arbeitspakets wird der Dialog zwischen der EU und China gefördert und erleichtert, und das Gleiche gilt für die Beteiligung von Interessengruppen, Gemeinden und Endnutzern. Jedes Arbeitspaket wird von Experten in den entsprechenden Bereichen geleitet/mitgeleitet (ein Leiter aus der EU und ein Co-Leiter aus China oder umgekehrt), um ein umfassendes Aufgabenmanagement und einen reibungslosen Informationsaustausch zwischen den beteiligten Partnern zu gewährleisten.

Das DiTECT-Projekt weist ein recht innovatives Potenzial auf, das in der Entwicklung und Anwendung eines interdisziplinären Ansatzes liegt, der auf einem vielseitigen Überwachungsinstrument basiert und für die qualitative und quantitative Kontrolle kritischer Qualitäts- und Leistungsmerkmale (z. B. vom Feld bis zur Verarbeitungs- und Vertriebskette) eingesetzt werden soll und somit als grundlegendes Element praktischer Entscheidungs- und Frühwarnsysteme dient. Die Forschungsarbeiten im Rahmen des Projekts stehen im Zusammenhang mit einer radikalen langfristigen Vision, die darin besteht, neuartige analytische Fingerabdruck-Technologien, neuartige Lösungen für die Rückverfolgung von Lebensmitteln auf der Grundlage von Partien sowie neue Data-Mining- und Cloud-Computing-Technologien in einem offenen, gemeinsam genutzten und wissenschaftlich fundierten Wissensspeicher zu kombinieren. In diesem Sinne sollen neue Anwendungen ermöglicht werden, die über den derzeitigen Stand der Technik hinausgehen, wie z. B. die Vorhersage der Qualität und Sicherheit leicht verderblicher Lebensmittel unabhängig von den geografischen Grenzen und den Lagerbedingungen in der gesamten Lebensmittelkette. Das neuartige Cloud-fähige Lagersystem (iFSMS) zielt letztlich darauf ab, ein vollständiges, ganzheitliches Bild der Qualität und Sicherheit der getesteten Produkte zu jedem Zeitpunkt der Vertriebskette zu erstellen, mit der langfristigen Vision, die Anwendung der neuen technologischen Werkzeuge auf weitere (über die untersuchten hinausgehende) Lebensmittelprodukte auszuweiten.

Es wird erwartet, dass die erfolgreiche Einführung von DiTECT biologische/chemische Gefahren und Umweltkontaminanten durch eine frühzeitige Erkennung, bevor sie in das Endprodukt gelangen, erheblich reduzieren wird. Darüber hinaus wird die Zusammenarbeit zwischen den Lebensmittelunternehmen und den Forschungspartnern in der EU und China dazu führen, dass die Verbraucher mehr Vertrauen in die Sicherheit, der zwischen den beiden Regionen gehandelten Lebensmittel haben, und zwar über die gesamte Kette vom Erzeuger zum Verbraucher.