Neue Technologien bei der Verkostung von Schinken – Magnetresonanz und elektromagnetisches Spektrum

Die Verkostung von Schinken, wie auch von anderen kulinarischen Delikatessen, stellt eine Kunst dar, die nur einige wenige Experten beherrschen. Für einen Großteil von uns besteht eine Verkostung darin, einen guten Pata Negra Schinken zu probieren, der in dünnen Scheiben präsentiert wird. Trotzdem ist es der Arbeit eines Schinkenexperten zu verdanken, dass ausgezeichnete Schinken in verschiedenen Geschäften verkauft werden, denn er begutachtet und verkostet den Schinken, bevor er überhaupt vermarktet wird.
 

Warum sind die traditionellen Verkostungsmethoden problematisch?

Die größte Schwierigkeit bei der Verkostung von Schinken besteht darin, dass der Maestro Jamonero oder Schinkenverkoster diesen mit einer aus Knochen angefertigten Ahle einstechen muss, da dieses Material das Aroma des Schinkens absorbiert und der Verkoster so sicher weiß, dass der zu testende Schinken den richtigen Reifegrad erreicht hat, ob er noch länger reifen muss oder ob er dahingegen schon zu lange in der Bodega hing.

Das Anstechen des Schinkens unterbricht den Reifeprozess, und falls das Schinkenstück noch nicht reif ist, kann es sein, dass es verdirbt. Deshalb verlässt sich der Verkoster auf seine anderen Sinne, um den Schinken zu bewerten und sein aktuelles Stadium zu erkennen. Nur durch Beobachtung und Nutzung des Geruchssinns zu erkennen, ob eine Schweinekeule gut gereift ist, ist sicherlich eine Kunst, die wenige perfekt beherrschen und die einen Großteil der Kunst eher dem Zufall überlässt.
 

Welche Eigenschaften eines Schinkens können technisch bewertet werden?

Die Qualitätsbeurteilung von Fleischprodukten war jahrzehntelang Gegenstand einer großen Anzahl von Studien. In den meisten Fällen wurden Techniken entwickelt, die es ermöglichen, die physisch-chemischen Eigenschaften von frischen und gereiften Fleischprodukten zu analysieren. Dabei werden Färbung des Fleisches, Feuchtigkeitsgehalt und der Anteil an Fett, Proteinen oder Salz bewertet. Trotz alldem sind diese Techniken schädigend, arbeiten mit Lösungsmitteln und sind sehr zeitaufwendig und anstrengend.
 

Welche modernen Methoden sind entstanden?

Als alternative Untersuchungsmethoden des physisch-chemischen Zustandes des Schinkens wurden die Magnetresonanz und andere Bildmethoden auf die Beurteilung von Schinken angepasst. Diese Techniken sind nicht schädigend, setzen keine Eindringung in das Fleisch voraus, sind nicht ionisierend und im Großen und Ganzen unbedenklich. Viele Studien, die versucht haben, Qualitätsmerkmale von Fleischprodukten festzulegen, sind veröffentlicht worden, wobei sich diese Studien vor allem auf Nackenstücke und Keulen konzentriert haben.

In Spanien hat ein wissenschaftliches Team des universitären Instituts für Forschung in Fleisch und Fleischprodukten (IproCar), ein Studieninstitut für Fleischforschung der Universität zu Extremadura, eine einfallsreiche Methode für die Verkostung von Schinken vorgestellt, mit welcher es nicht nötig, den Schinken anzustechen oder zu öffnen. Dazu haben sie einen Magnetresonanztomographen verwendet, mit der gleichen nicht-invasiven Technik, die vor allem in der modernen Medizin verwendet wird und es erlaubt, die Organe und inneren Strukturen des Körpers zu sehen. Diese Bildmethode hat nun eine ganz andere Anwendung gefunden: die Eigenschaften von Schinken und Lendenstücken herausfinden, ohne diese manipulieren zu müssen.

Sobald die Bilder gemacht worden sind, untersuchen die Wissenschaftler die computergestützten Algorithmen und beziehen daraus numerische Werte, welche bei statistischen Methoden angewendet werden. So können die Qualitätseigenschaften von Fleischprodukten vorhergesagt werden. Mit dieser Technik ist es möglich, verschiedene Parameter kennenzulernen, wie die Fettmenge, die Feuchtigkeit und die Farbe des Schinkens, außerdem können auch sensorielle Eigenschaften des Produktes bestimmt werden. Beim Schinken erlaubt diese Methode es auch in Echtzeit zu sehen, wie weit das Pökelsalz in den verschiedenen Etappen des Reifeprozesses bereits vorgedrungen ist.
 

Welche Zukunft hat die Magnetresonanz bei der Analyse von Schinken?

 
Die beschriebene Analysemethode wurde vor Kurzem in der Zeitschrift Journal of Food Engineering  veröffentlicht. Die an der Studie beteiligten Forscher erklärten dort, dass ihre Methode in der Schinkenindustrie einfach anzuwenden ist, da sehr einfache Geräte und Algorithmen benutzt werden. Außerdem weisen sie darauf hin, dass die Anwendung dieser Methoden in der Fleischindustrie lediglich eine Frage der Zeit ist.
 

Elektromagnetisches Spektrum

Es ist bekannt, dass Produkte mit hohen Kosten, wie Pata Negra Schinken, mit anderen Produkten konkurrieren müssen, welche von den Herstellern als gleichwertig in Eigenschaften und Zutaten beworben werden, jedoch einen besseren Preis haben. Leider erfüllen günstige Produkte oftmals ihre Versprechen nicht, ein Problem, dass vor allem in der Fleischindustrie bekannt ist, denn so kommt es, dass Produkte von niedriger Qualität mit verwirrenden Verkaufsetiketten im Handel sind, welche verstecken, dass wir eigentlich etwas ganz anderes Essen, als uns angegeben wurde. Dieser missbräuchlichen und betrügerischen Praxis wird mit den neuen Analysemethoden, die hier vorgestellt werden, bald ein Ende gesetzt.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität zu Sevilla, Spanien, hat eine neuartige Technik entwickelt, die es in Echtzeit ermöglicht, Mikroorganismen im Fleisch festzustellen, die Qualität des Fleisches zu analysieren, zu sehen, welche Art von Futter das Tier in der Mast erhalten hat oder bei pflanzlichen Produkten, wie Oliven, festzustellen, wann der geeignete Reifepunkt erreicht ist, um das beste Öl herzustellen. All dies kann mit einer Analyse der Bilder des elektromagnetischen Spektrums festgestellt werden, bei welcher bis zu 170 verschiedene Bande des elektromagnetischen Spektrums eines jeden Produktes erkannt werden können (sowohl die sichtbaren als auch die unsichtbaren), welche später mit künstlicher Intelligenz analysiert und interpretiert werden.

Doktoren der Forschungsgruppe für elektronische Technologie und industrielle Informatik (TIC-150) der Universität zu Sevilla arbeiten gerade daran, wie man künstliche Intelligenz bei der Feldarbeit anwenden kann, ein Schlüsselfaktor in der Land- und Viehwirtschaft dieses technologischen Zeitalters. Das Team hat einen Prototypen entwickelt, an welchem die Stiftung ProDTI, eine gemeinnützige Einheit der Universität, beteiligt ist, mit dem Zweck, Forschungsprojekte zu entwickeln und die Ergebnisse an die Wirtschaft weiterzuleiten, außerdem sind noch die Unternehmen Soltel und das Ctaex, das technologisch-landschwirtschaftliche Forschungszentrum Extremaduras, an diesem Projekt beteiligt.

Der entwickelte Prototyp benutzt Kameras, die die gesamte Bandbreite des elektromagnetischen Spektrums eines Produktes zusammenstellen (170 Bande, im Gegensatz zu den 3 Banden, die im üblichen Bild zu sehen sind), um diese später mit einer AI-Analyse zu untersuchen, mit welcher die Maschine dazu in der Lage ist, eine jede Eigenschaft des untersuchten Produktes festzustellen. Die Forscher berichten, dass in etwa 7 Sekunden Dateninformationen zwischen 400 Mb. Und 2 Gb. analysiert werden, welche es ermöglichen zu wissen, ob ein Stück Fleisch mit Salmonellen infiziert ist, welchen Fettsäuregehalt und weitere Nährwertgehalte es hat, um die Mastweise eines Tieres kennenzlernen, und es können sogar Schäden oder Fremdkörper im Produkt festgestellt werden.

Um diesen hohen Wirkungsgrad (95%) zu erreichen, haben die Forscher außerdem Algorithmen entwickelt, die es ermöglichen, die erhaltenen Bilder im Rahmen des Projektes Hyum zu unterscheiden, ein System, das mikrobielle Verunreinigung in Rind- und Schweinefleisch, Fremdkörper und die Ernährungsweise des Schweines durch hyperspektrale Technologie feststellen kann.

Durch die Verwendung dieser Technologien erhält die Industrie einen klaren Vorteil, mit einer Kamera, die einen Preis von bis zu 12.000 € haben könnte, und mit dem richtigen Informatiksystem könnte jedes Produkt vor der Verarbeitung für den Verkauf untersucht werden, und all dies in Echtzeit. Im Gegensatz dazu werden heutzutage Proben entnommen, die in Laboren untersucht werden müssen, damit ein Produkt in der Produktionskette verbleibt, was eine höhere Bearbeitungszeit und aufwendige Technologien voraussetzt. Darüber hinaus bietet die Analyse des elektromagnetischen Spektrums Informationen, die als echte Qualitätsgarantie für die vermarkteten Produkte bürgen.

Für den Verbraucher ist der Vorteil ebenso wichtig. Die Bildanalyse garantiert nicht nur, dass sich das Fleisch in perfektem Zustand befindet, sondern bietet auch Informationen über die Zusammensetzung, wie die Ernährung des Tieres vor dem Schlachten, und es ist sichergestellt, dass sich keine Krankheitserreger im Fleisch befinden.

Außerdem ist zu erwähnen, dass diese Technologien eine Anwendung außerhalb der Fleischindustrie finden können. So werden diese Technik und die dazugehörigen AI-Parameter für die Qualitätsanalyse von Oliven genutzt, so wird garantiert, dass die Oliven zum idealen Zeitpunkt geerntet werden, um so das bestmögliche Öl herzustellen. Darüber hinaus kann mit einem Bild eines Olivenbaums die Erntemenge, das Kaliber und der Reifegrad der Frucht festgestellt werden. Diese Informationen sind unumgänglich für die Ernte, damit die Oliven zum geeigneten Zeitpunkt zur Ölmühle gebracht werden.

Letztendlich bestätigen die am beschriebenen Projekt beteiligten Forscher, dass diese Technologie Ende des Jahres auch der Industrie zur Verfügung stehen könnte, außerdem weisen sie auf weitere Forschungsgebiete hin, in welcher die Analyse des elektromagnetischen Spektrums Anwendung finden könnte, wie in der Medizin, wo diese Methode bereits in gewissen Gebieten der Krebsbehandlung, Kardiologie und Augenheilkunde Anwendung findet, oder auch in der Restaurierung von Kulturgütern.