Behördenbezeichnung mit Staatswappen: Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit

Forschungsprojekt: ZL2030- Zukunftsszenarien für den Verbraucherschutz auf Basis von Qualitäts- und Sicherheitsinformationen von Lebensmitteln, innovativen Messmethoden und KI

Kurzbeschreibung

Im Rahmen des Projektes Zukunftslabor 2030 (ZL2030) sollen mit Hilfe Künstlicher Intelligenz eine kontinuierliche Prognose der Lebensmittelhygiene, -Qualität und - Sicherheit ermöglicht werden. Hierfür wird zunächst auf Grundlage verschiedener Messverfahren, wie Next-Generation Sequencing (NGS), Spektroskopie, oder Volatilom-Analysen ein digitaler Zwilling (DZ) erstellt. Durch die Integration verschiedener Messdaten sollen die wichtigsten chemischen, physikalischen und biologischen Prozesse von Lebensmitteln - und damit das gesamte komplexe System Produkt-Mikrobiom - durch den DZ beschrieben werden. Der DZ ist spezifisch für jedes Lebensmittel. Da es sich bei Lebensmitteln um natürliche Produkte handelt, gibt es Variationen zwischen den individuellen Produkten, Herstellern und auch den Produktionschargen, die bei der Erstellung des DZ ausreichend zu berücksichtigen sind. Der DZ lernt kontinuierlich hinzu, damit verbessert sich auch die statistische Wahrscheinlichkeitsaussage über den Zustand eines individuellen Lebensmittels, die durch den DZ getroffen wird, kontinuierlich.

Analytischer Schwerpunkt des LGL im Rahmen dieses Projektes sind NGS-basierte Analysen. Diese sollen Aufschluss darüber geben, wie Umwelt-, Matrix- und Prozessfaktoren die Diversität und Zusammensetzung von mikrobiellen Populationen in Lebensmitteln beeinflussen. Über Amplikon-Sequenzierung (Metabarcoding) wird in allen Proben die quantitative Zusammensetzung des Mikrobioms analysiert. Mitttels Metagenomik wird sowohl die Mikrobiom-Zusammensetzung als auch die vorhandene Genausstattung des Mikrobioms abgebildet. Mit Transkriptom-Analysen werden quantitativ die zum Zeitpunkt der Untersuchung aktiven Stoffwechselwege analysiert, die einen Rückschluss auf gerade ablaufende Veränderungen der Produktmatrix zulassen. Es soll erarbeitet werden, welchen Mehrwert Metagenom- und Transkriptom-Daten für die Korrelation mit Risiko- oder Qualitätskriterien von Lebensmitteln bieten. Die absolute Gesamtkeimzahl als Bezugspunkt wird sowohl kulturell mittels amtlicher Untersuchungsverfahren als auch mit einer molekularbiologischen, kultivierungsunabhängigen Methode, der digitalen PCR bestimmt.

Das LGL ist zudem an der Entwicklung von Zukunftsszenarien beteiligt. Hier wird v. a. Unterstützung bei der Definition und Ausarbeitung von Szenarien mit besonderem Augenmerk auf der Vergleichbarkeit von Methoden geleistet. Nach Bewertung der Zukunftsszenarien, werden die entwickelten Methoden anhand von realen Proben getestet
Langfristiges Ziel des Projektes ist ein Beitrag zur Erhöhung des Verbraucherschutzes bei der amtlichen Beurteilung von Lebensmitteln in Form von verbessertem Verständnis von Verderbsprozessen und deren Ursachen.

 

Laufzeit: 2021