Aktuelle Mitteilung, 08. Juli 2002

Ganzheitliche Analyse der Lebensmittelqualität

Zur Biophotonik als Instrument für die ganzheitliche Analyse der Lebensmittelqualität sind die wichtigsten Ergebnisse, wie folgt, zusammenzufassen:

  1. Methode: Die Methode besteht in der Registrierung der verzögerten Lumineszenz (delayed luminescence, d.l.) für nicht-lebende Lebensmittel und der d.l. und der "spontanen" Biophotonenemission im Fall noch lebender Lebensmittel. Die totalen und eventuell auch spektralen Lichtintensitäten werden in Abhängigkeit von der Zeit registriert und nach statistischen Verfahren (z.B. Anpassungsverfahren für die Abklingfunktion, Faktorenanalyse) ausgewertet.
  2. Einsatzgebiete: A) Mustererkennung, Identitätsprüfung, B) Optimierung der Produktion, Lagerung und Verarbeitung, C) Erkennung interner Faktoren, wie z.B. Inhaltsstoffe, Schadstoffe, genetische Veränderung, Keimfähigkeit von Getreide, Frische, Reifezustand, D) Erkennung externer Faktoren wie z.B. Einfluß von Boden, Klima, Düngung, Zusatzstoffen, Lagerung, E) Qualitätseinstufung im "ganzheitlichen" Sinne, Unterstützung der Sensorik.
  3. Ganzheitliche Qualität: Unter "ganzheitlicher Qualität" versteht die "Biophotonik" die Fähigkeit des Lebensmittels, den "Ordnungszustand" des Verbrauchers aufzubauen und zu stabilisieren. Physikalisch ist die Lebensmittelqualität durch den Differentialquotienten q = ( S/ E)V,F definiert, wobei S die Entropie des Konsumenten, E die freie Energie des Lebensmittels unter den Randbedingungen konstanten Volumens und konstanter Oberfläche des Konsumenten bedeuten. Die Entropieänderung dS und die Energieänderung dE können auch als entsprechende Änderungen des Lebensmittels und seiner Ausscheidungsprodukte gemessen werden. Diese Differenzen sind entscheidend für die "Wertigkeit" des Lebensmittels (einschließlich aller weiteren Einflüsse auf den Menschen). Die Biophotonik weist nach, daß q mit den Meßwerten der Biophotonenemission (d.l. und spontane Emission) korreliert.
  4. Die Objektivität ist gewährleistet, da subjektive Parameter - bis auf den Interpretationsfreiraum bei der Faktorenanalyse - in die Analyse nicht eingehen. Die bei der Faktorenanalyse nicht vermeidbare Subjektivität der Interpretation ist in den Anwendungsfällen A) bis D) nach geeigneter Standardisierung nicht erforderlich, bei D) aber minimal im Vergleich zu den subjektiven Komponenten aller anderen Methoden, die subjektive Komponenten zur Beurteilung der Lebensmittelqualität grundsätzlich ebenso nicht ausschließen können. Die Lebensmittelqualität hat immer auch subjektive Aspekte, die in S/ E im übrigen vollständig und im Prinzip "objektivierbar" erfaßt sind.
  5. Die Validität ist in vollem Umfange gesichert, da die Qualität (im Gegensatz zu allen anderen Verfahren) quantitativ definiert ist.
  6. Die Reabilität des Verfahrens gründet sich auf die geringe Fehlerbreite der Meßgenauigkeit in der Größenordnung von weniger als 5%. Sie kann durch technische Optimierung und Nutzung gequetschten Lichts noch beliebig verringert werden. Diese Optimierungsprozesse sind Gegenstand eines laufenden Forschungsprojekts.
  7. Die Ökonomie hängt vom Anwendungsgebiet ab, dürfte aber in den günstigsten Fällen die Ökonomie anderer Methoden weit übertreffen. So sind zum Beispiel zur vollkommenen Qualitätsanalyse eines Fisches zirka 100 000 EUR notwendig, wobei die Frische auf +/- 3 Tage genau festzustellen ist. Nach Standardisierung des Verfahrens kann die Frische des Fischs mithilfe der Biophotonik in wenigen Minuten auf +/- 1 Tag genau festgestellt werden. Die Schnelligkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit und extrem gute Reproduzierbarkeit des Verfahrens erlaubt den ökonomischen Einsatz, der lediglich durch hohe Anschaffungskosten für das Gerät reduziert wird.
  8. Wesentliche Referenzen für die o.a. Angaben:
    1. EP 0 430 150 B1, Verfahren zur Prüfung der Qualität und Qualitätsänderung von biologischen Systemen und mit ihnen wechselwirkenden organisch-chemischen Verbindungen mittels Messung der „ultraschwachen Photonenemission"
    2. G 94 17 845.3, Anlage zur Messung ultraschwacher Photonenemission
    3. US 5,421,344 Method and means of determining the health condition of a living creature
    4. F.A.Popp: Biophotonik – eine nichtinvasive Methode zur Analyse der Lebensmittelqualität. In: DGQ, XXXIV. Vortragstagung, Freising-Weihenstephan (1999), 237-248.
    5. F.A.Popp: Die Botschaft der Nahrung- Unsere Lebensmittel in neuer Sicht. Zweitausendeins, Frankfurt 1999.
    6. J.J.Chang, J.Fisch and F.A.Popp: Biophotons. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht-Boston-London 1998.
    7. F.A. Popp, Y.Yan: Delayed Luminescence of biological systems in terms of coherent states. Phys.Lett. A 293 (2002), 93-97.
    8. F.A.Popp, J.J.Chang, A.Herzog, Z.Yan, and Y.Yan: Evidence of non-classical (squeezed) light in biological systems. Phys.Lett.A 293 (2002), 98-102.
    9. D.V.Parkhomtchouk and M.Yamamato: Super-Delayed Luminescence from Biological Systems. J.Int.Soc.Life Info.Sci. 18 (2000), 413-415.
    10. Y.Yan, F.A.Popp, G.M.Rothe: Correlation between Germination Capacity and Biophoton Emission of Barley Seeds (Hordeum vulgare L.). Seed Science and Technology, in press