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Schonende Verfahren für Frischeprodukte von der Ernte bis zum Verzehr - für eine gesunde Ernährung von Mensch und Tier
Der Programmbereich ‚Gesunde Lebensmittel‘ adressiert komplexe wissenschaftliche Fragestellungen im Spektrum zwischen Primärproduktion und Verarbeitung von Lebens- und Futtermitteln.
Zu ‚Gesunden Lebensmitteln‘, die unter Berücksichtigung von Umwelt- und Tierschutz fair produziert werden, zählen auch bislang wenig genutzte Pflanzenarten wie Hülsenfrüchte und Pseudogetreide sowie alternative Bioressourcen, z. B. an Land kultivierte Makroalgen und Insekten.
Ziel unserer Forschung ist es, Nachernteverluste zu minimieren, die Produktqualität zu verbessern und gleichzeitig die Ressourcen- und Prozesseffizienz im Kontext einer zirkulären Bioökonomie zu steigern. Hierfür entwickeln wir innovative interdisziplinäre Ansätze entlang der gesamten Wertschöpfungskette und integrieren Nebenströme in bioökonomische Prozessketten.
Dem Konzept ‚Quality by Design‘ in der Optimierung und Entwicklung von Sensoren und Kontrollsystemen folgend, analysieren wir zunächst die jeweiligen Systemanforderungen und konzipieren darauf aufbauend das Verfahren.
Die Entwicklung maßgeschneiderter physikalischer, physikalisch-chemischer und/oder biologischer Prozesse berücksichtigt dabei wichtige Inhaltsstoffe und Eigenschaften der Produkte sowie erwünschte oder vermeidbare mikrobielle Systeme. Zudem analysieren wir Umwelteinflüsse in Produktion und Nachernte, insbesondere im Hinblick auf Wasser, Abwasser, Energie, Nebenprodukte und Rückstände.
Für unsere Forschung stehen uns Laborbereiche mit hochwertiger Spezialausstattung zur Verfügung, u.a. im Frischetechnikum und Mikrobiologie-Labor.
Produkteigenschaften und In-situ-Sensorik
Für das In-situ-Monitoring der Qualität von verderblichen Lebensmitteln entlang der Wertschöpfungskette entwickeln wir sensorgestützte Verfahren, mit deren Hilfe wir Produkteigenschaften zerstörungsfrei analysieren und Prozessvariablen erfassen können. Auf dem Feld und in der Nachernte nutzen wir u.a. Verfahren der hyperspektralen Bildgebung, Chlorophyllfluoreszenz-Spektroskopie, laserinduzierte multispektrale Rückstreuungsanalyse und Raman-Spektroskopie. Die gewonnenen Produktinformationen werden in agronomischen Modellen sowie für die Entwicklung Digitaler Zwillinge genutzt.
Dynamik mikrobieller Gemeinschaften
Wir erarbeiten Methoden für einen frühzeitigen und spezifischen Nachweis von mikrobiellen Kontaminationen bei Frischeprodukten im Nacherntebereich. Dabei verfolgen wir sowohl kultivierungsabhängige wie auch -unabhängige Ansätze auf der Basis der Analyse mikrobieller DNA-Sequenzen. Die Charakterisierung der mikrobiellen Gemeinschaften und ihrer Dynamik entlang der Prozessketten vom Substrat bis zum Produkt soll dazu beitragen, Verfahren zur gezielten Inaktivierung von Pathogenen oder auch zur Förderung von erwünschten Mikroorganismen einzusetzen.
Thermische und nicht-thermische Prozesse zur Konservierung und Hygienisierung
Im Fokus stehen effiziente, produktschonende Lösungen zur Konservierung von Lebens- und Futtermitteln - von den Grundlagen bis zur industriellen Umsetzung. Wir untersuchen Produkt-Prozess-Wechselwirkungen bei der Trocknung als einem grundlegenden thermischen Prozess der Aufbereitung von Schüttgütern wie Getreide.
Am Beispiel von Äpfeln entwickeln wir die Kombination von Prozessmodellen mit gemessenen inhaltsstoffspezifischen Reaktionskinetiken weiter. Ein besonderes Augenmerk liegt in diesem Bereich weiterhin in der Entwicklung berührungsloser Messverfahren und digitaler Produkt- und Prozesszwillinge. Darauf aufbauend entwickeln wir adaptive und prädiktive Regelungssysteme im Sinne der Smart Food Processing Prinzipien.
Im Bereich der nicht-thermischen Behandlungsverfahren zur Hygienisierung, wie hydrostatischer Hochdruck und Niedertemperaturplasma, bauen wir unsere Expertise durch Upscaling und den Transfer in die industrielle Anwendung weiter aus. Eine neu eingerichtete Laborplattform ermöglicht grundlegende, großtechnische Experimente mit Krankheitserregern in Modell-Verarbeitungsketten.
Verpackungs- und Lagersysteme
Wir untersuchen die Wechselwirkungen zwischen Umweltbedingungen und Produktqualität bei Kühlung, Lagerung und Transport frischer Lebensmittel und entwickeln Technologien für ein maßgeschneidertes Verpackungs- oder Lagerungsregime entlang der Lieferkette, um Lebensmittelverluste in der Nachernte zu verringern. Unser Ziel ist es u. a., die Mechanismen der Wasserdampf- und Kondensationsdynamiken bei verpackten Frischeprodukten besser zu verstehen und auf dieser Grundlage optimierte Verpackungen in einem feuchtigkeitsregulierenden Design zu entwickeln, zunehmend aus biobasierten Materialien wie Zellulose oder Polymilchsäure (PLA).
Zu allen Mitarbeiter*innen des Programmbereichs
Aktuelles
Veranstaltungen
Forschungsprojekte
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Um ein aktives und gesundes Leben zu führen, sind sichere, ausreichende und nahrhafte Lebensmittel erforderlich. Allerdings leiden die Kleinbauern in den meisten ländlichen Gebieten immer noch unter Ernährungsunsicherhei…
Beginn:
Ende:
01.04.2024
31.03.2027
Förderung:
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
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Ziel des vorliegenden Projektes ist die Entwicklung einer neuen innovativen Katalysatorgeneration und eines Verfahrens für die biozidfreie industrielle Produktion von Mungobohnensprossen, welches durch eine neue innovati…
Beginn:
Ende:
01.11.2023
31.10.2025
Förderung:
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
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Lebensmittelverluste und -verschwendung (FLW) sind eine globale Herausforderung, die von internationalen Regierungen und Organisationen anerkannt wird. Die Verringerung von FLW ist der Schlüssel zur nachhaltigen Gewährle…
Beginn:
Ende:
21.09.2023
20.09.2027
Förderung:
Europäische Union (EU)
-
Der Frischehandel mit Obst und Gemüse bietet das ganze Jahr über ein breites Angebot an Äpfeln. Zu diesem Zweck werden Äpfel bei Temperaturen zwischen 0 °C und + 4 °C, bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit > 95 %, in masc…
Beginn:
Ende:
01.09.2023
31.08.2026
Förderung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
-
Ziel dieser Forschungsarbeit ist die Entwicklung eines modellbasierten elektronischen Gaskontrollsystems/-geräts (Box) für die Lagerung und den Transport von Frischwaren unter veränderten O2- und CO2-Atmosphären. Bei der…
Beginn:
Ende:
01.11.2022
31.10.2025
Förderung:
Indian Council of Agricultural Research (ICAR)
Alle Projekte aus dem Programmbereich
Publikationen aus dem Programmbereich
- Malounas, I.; Vierbergen, W.; Kutluk, S.; Zude-Sasse, M.; Yang, K.; Zhao, M.; Argyropoulos, D.; Van Beek, J.; Ampe, E.; Fountas, S. (2024): SpectroFood dataset: A comprehensive fruit and vegetable hyperspectral meta-dataset for dry matter estimation. Data in Brief. (February): p. 110040. Online: https://doi.org/10.1016/j.dib.2024.110040 1.0
- Büchele, F.; Hivare, K.; Khera, K.; Thewes, F.; Argenta, L.; Hoffmann, T.; Mahajan, P.; Prange, R.; Pareek, S.; Neuwald, D. (2024): Novel Energy-Saving Strategies in Apple Storage: A Review. Sustainability. (3): p. 1052. Online: https://doi.org/10.3390/su16031052 1.0
- Rossi, S.; Gottardi, D.; Barbiroli, A.; Di Nunzio, M.; Siroli, L.; Braschi, G.; Schlüter, O.; Patrignani, F.; Lanciotti, R. (2024): Effect of Combined High-Pressure Homogenization and Biotechnological Processes on Chitin, Protein, and Antioxidant Activity of Cricket Powder-Based Ingredients. Foods. (3): p. 449. Online: https://doi.org/10.3390/foods13030449 1.0
- Razola-Díaz, M.; Sevenich, R.; Rossi Ribeiro, L.; Guerra-Hernández, E.; Schlüter, O.; Verardo, V. (2024): Combined effect of pulse electric field and probe ultrasound technologies for obtaining phenolic compounds from orange by-product. LWT-Food Science and Technology. : p. 115950. Online: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.115950 1.0
- Guru, P.; Kumar, V.; Saha, D.; Kalnar, Y.; Nancy, M.; Singla, A. (2024): Phototactic response of angoumois grain moth Sitotroga cerealella (olivier) to visible spectrum: Attraction analysis and modelling using machine learning. Journal of Stored Products Research. (May 2024): p. 102295. Online: https://doi.org/10.1016/j.jspr.2024.102295 1.0
- Psarianos, M.; Fricke, A.; Altuntas, H.; Baldermann, S.; Schreiner, M.; Schlüter, O. (2024): Potential of house crickets Acheta domesticus L. (Orthoptera: Gryllidae) as a novel food source for integration in a co-cultivation system. Future Foods. (June 2024): p. 100332. Online: https://doi.org/10.1016/j.fufo.2024.100332 1.0
- Mollazade, K.; Hashim, N.; Zude-Sasse, M. (2023): Towards a multispectral imaging system for spatial mapping of chemical composition in fresh-cut pineapple (Ananas comosus). Foods. (7): p. 3243. Online: https://doi.org/10.3390/foods12173243 1.0
- Hoffmann, T.; Mahajan, P.; Praeger, U.; Geyer, M.; Sturm, B.; Linke, M. (2023): Small Peltier element to detect real-time heat flux between apple and environment during postharvest storage. Computers and Electronics in Agriculture. (October 2023): p. 108247. Online: https://doi.org/10.1016/j.compag.2023.108247 1.0
- Ojha, S.; Rossi, G.; Pathak, N.; Durek, J.; Mahajan, P.; Schlüter, O. (2023): Microbial Growth and Physicochemical Quality Changes During Modified Atmosphere Storage of High Hydrostatic Pressure Processed Tenebrio molitor Paste. Food and Bioprocess Technology. : p. 1-12. Online: https://doi.org/10.1007/s11947-023-03235-6 1.0
- Meinert, C.; Bertoli, S.; Rebezov, M.; Zhakupbekova, S.; Maizhanova, A.; Spanova, A.; Bakhtybekkyzy, S.; Nurlanova, S.; Shariati, M.; Hoffmann, T.; Krebs de Souza, C. (2023): Food safety and food security through predictive microbiology tools: a short review. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences. : p. 324-342. Online: https://doi.org/10.5219/1854 1.0
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