Smarte Küchengeräte für smarte Ernährung
Diät und Ernährung sind entscheidend für die Erhaltung und Förderung der menschlichen Gesundheit. Es ist bekannt, dass Ernährung eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Risikofaktoren für chronische Krankheiten wie Diabetes, Bluthochdruck und Herzerkrankungen spielt. Daher besteht ein wachsender Bedarf an einem benutzerfreundlichen, objektiven Ernährungsbewertungssystem, das dazu beitragen kann, das Gesundheitsrisiko zu verringern.
Ein wichtiger Schritt in Richtung dieses Ziels ist ein Sensor, der in ein Küchengerät wie einem Entsafter oder Mixer integriert ist und den Zuckergehalt des zubereiteten Safts oder Smoothies misst. So wird die Menge der Zuckeraufnahme genau quantifiziert. Es kann auch verwendet werden, um den Reifegrad der verwendeten Früchte zu bestimmen und zu erkennen, ob der gewünschte Süßegrad erreicht ist. Auch für Menschen mit besonderen Ernährungsbedürfnissen ist die Messung ein wertvolles Werkzeug.
Ziel des Austrian Smart System Integration Research Centers (ASSIC) war es, einen hochsensiblen Sensor in eine kompakte und robuste Baugröße zu bringen, um in zukünftigen Küchengeräten implementiert werden zu können. Das gewählte ATR (attenuated total reflection)-Prinzip ist in Laborgeräten für hochempfindliche Messungen gut etabliert. Das Licht der Lichtquelle wird in einen ATR-Kristall eingekoppelt und das evaneszente Feld auf dem Kristall kommt mit der Probenflüssigkeit in Kontakt. Die so gesammelten Informationen über die Probenflüssigkeit werden von einem Detektor gesammelt. Der Sensor wurde vom Projektpartner Philips Domestic Appliances Austria GmbH mit der notwendigen Versorgungs- und Ausleseelektronik auf einer Leiterplatte realisiert und integriert. Der Sensor wurde mit im Labor präparierten Prüflösungen kalibriert und mathematische Kalibriermodelle wurden entwickelt. Die Leistung des Prototyps wurde an einer Vielzahl von im Handel erhältlichen Fruchtsäften und Smoothies bewertet. In Abbildung 3 sind die Messungen des Zuckergehalts von zwei verschiedenen Fruchtsäften dargestellt. Mehrere Verdünnungen der Fruchtsäfte wurden gemessen, um die Beziehung zwischen dem Sensorsignal und der Zuckerkonzentration aufzuzeigen. Der Sensor verwendet zwei unterschiedliche Wellenlängen im IR Wellenlängenbereich. Eine Wellenlänge dient der Bestimmung des Zuckergehalts und die andere Wellenlänge dient der Driftkompensation des Sensors. Dies ermöglicht sehr stabile Messungen.
Wirkung und Effekte
Die Messung des Zuckergehalts flüssiger Lebensmittel ist ein wichtiger Schritt zur Bestimmung der Kalorienzufuhr eines Menschen. In Kombination mit anderen optischen Sensoren können auch Makronährstoffe wie Fett, Ballaststoffe, Protein gemessen werden. Die Messung dieser Makronährstoffe ist der erste Schritt für ein intelligentes Ernährungsbewertungssystem, das personalisierte Ernährungs- und Rezeptvorschläge ermöglicht.
