Qualität und Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln

Foto: ATB

Ernährung von Mensch und Tier – schonende Verfahren von der Ernte bis zum Genuss

Das prognostizierte Wachstum der Weltbevölkerung auf mehr als neun Milliarden Menschen bis 2050, aber auch andere Ereignisse, werden Veränderungen in der Lebensmittelproduktion, den globalen Lieferketten, der internationalen Wirtschaft und der weltweiten Ernährungskultur mit sich bringen. Zur weltweiten Ernährungssicherung stehen dabei besonders die Verlustreduktion sowie die Nutzung von Stoffnebenströmen und alternativen Bioressourcen im Fokus unserer Forschungsarbeiten, um die erforderliche nachhaltige Intensivierung der bioökonomischen Produktion von Lebensmitteln voranzutreiben und der dynamischen Verbraucherkultur gerecht zu werden – und das ohne das Wohl der öffentlichen Gesundheit und das der Umwelt aus den Augen zu verlieren. Der Einfluss von Produktion, Verarbeitung, Verteilung und Entsorgung von Lebensmitteln verursacht etwa ein Drittel des weltweiten CO2-Ausstoßes – ein Großteil dieser Emissionen entsteht bei der Lebensmittelproduktion, jedoch nimmt der Anteil der Emissionen verursacht durch Verarbeitung, Verteilung, Entsorgung und Konsum stetig zu.

Vor diesem Hintergrund gestalten wir nachhaltige Prozesse, die gezielt auf die beteiligten Biosysteme von Lebensmitteln (Mikroorganismen, Pflanze, Tier, Mensch) wirken und die Umsetzung zum Teil gegenläufiger Prozessziele in der Nacherntekette erlauben. Im Einklang mit dem Konzept der zirkulären Bioökonomie bearbeiten wir unter Berücksichtigung der gesamten Wertschöpfungskette komplexe wissenschaftliche Fragenstellungen im Aufgabenspektrum zwischen Primärproduktion und Verarbeitung von Lebens- und Futtermitteln (z. B. Obst, Gemüse, Getreide, Kräuter, Gewürze, Milch, Insekten) und betrachten ebenso die Potenziale der anfallenden Reststoffe im Rahmen der stofflichen und energetischen Nutzung von Biomasse. Wir erarbeiten maßgeschneiderte physikalische, physiko-chemische und biologische Verfahren und berücksichtigen wichtige Lebensmittelinhaltsstoffe, mikrobielle Systeme, die Eigenschaften der Produkte, sowie die produktionsabhängigen Arbeitsbedingungen und Umwelteinflüsse. Mit innovativen und interdisziplinären Lösungsansätzen, sowie spezifischen Kontroll- und Regelstrategien tragen wir zur Verbesserung der Qualität und Sicherheit in allen Bereichen der zukünftigen Lebensmittelproduktion bei.

Frische Lebensmittelsysteme

Wir betrachten die Produktionskette frischer und weitgehend unverarbeiteter zellulärer Lebensmittelmatrices und erarbeiten auf Grundlage von chargen- und produktspezifischer Verfahrensgestaltung und grundlagenbasierter Produkt-Prozess-Wechselwirkungen wichtige Ansätze zur Verlustminimierung im Nacherntebereich. Schonende Methoden zur Haltbarmachung (z. B. nicht-thermische Dekontamination, Kühlung, Trocknung, Verpackung) sind von zentraler Bedeutung bei der Produktaufbereitung.

Als Grundlage für die Entwicklung von Sensoren, adaptiven Verfahren, sowie entsprechender Kontroll- und Regelstrategien charakterisieren wir mikrobiologische, physiologische und biophysikalische Produkteigenschaften in Wechselwirkung mit dem jeweiligen Prozess. Auf Basis der spezifischen Produktkenntnisse schaffen wir durch eine modellgestützte und qualitätsoptimierte Verfahrensgestaltung die Voraussetzungen für eine nachhaltig intensive Erzeugung von Lebens- und Futtermitteln in höchster Qualität. Die Erfassung zeit- und ortsaufgelöster Informationen zum Produktzustand entlang der gesamten Wertschöpfungskette unter Einbezug der Kompetenzen im Bereich Data Science gibt uns die Werkzeuge für die gezielte und langfristig wirkende Neugestaltung der Produktionssysteme.

Funktionelle Lebensmittelinhaltsstoffe

Angesichts des zunehmenden Bedarfs in der Proteinversorgung von Mensch und Tier und dem resultierenden Forschungsbedarf arbeiten wir intensiv an der Erschließung alternativer Proteinquellen zur Lebens- und Futtermittelerzeugung. Wir untersuchen neuartige bzw. bisher wenig betrachtete Bioressourcen (Insekten, Hanf, Algen, etc.) und leiten für eine zukünftige bioökonomische Produktion ganzheitliche Wertschöpfungskonzepte ab, welche bei der Aufbereitung und Verarbeitung auch die Nutzung weiterer Komponenten wie z.B. Lipide und Polysaccharide berücksichtigt werden. Hierzu nutzen wir maßgeschneiderte Prozessmodule und innovative nicht-thermische Verfahren (Hochspannungsimpulse, Ultraschall, isostatischer Hochdruck, kaltes Atmosphärendruckplasma) und optimieren konventionelle Prozesse (Trocknung, Fermentation). Unsere Arbeit zur Erforschung der Produkt-Prozess-Wechselwirkungen und die messtechnische Erfassung struktur- und prozessbedingter physikochemischer und techno-funktioneller Eigenschaften bilden eine wichtige Grundlage für die Entwicklung von innovativen, nachhaltigen und produktschonenden Verfahren sowie von neuartigen Kombinationsverfahren. Wir verbinden die Themenschwerpunkte Lebens- und Futtermittel strategisch und verzahnen die abteilungs- und forschungsprogrammübergreifende Bearbeitung systemischer Fragenstellungen.

Programmkoordination

Schlüter, Oliver

Koordinator FP2 Qualität und Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln


Abteilung: Technik im Gartenbau

E-Mail: oschlueter@spam.atb-potsdam.de

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