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Life Sciences und
Facility Management

Nachhaltige Lebensmittelsysteme

Schwerpunktthema der Forschungsgruppe Lebensmitteltechnologie

Der Konsum verarbeiteter Lebensmittel sowie der Ausser-Haus-Konsum steigen laufend. Umso wichtiger ist es, die hohen Anforderungen an die ernährungsphysiologische und sensorische Qualität der Produkte mit Lebensmittelsicherheit und Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen.

Weltweit leidet gut jeder dritte Erwachsene an Übergewicht, während jeder siebte Mensch hungrig zu Bett geht. Diesen Zustand unseres Ernährungssystems gilt es zu verbessern und allen Konsument:innen ein genussvolles und abwechslungsreiches Angebot an gesunden und sicheren Lebensmittelprodukten zu bieten. Gleichzeitig sollen die Produkte einen möglichst geringen Umweltfussabdruck aufweisen. 

Um die Effekte unserer Verarbeitungsprozesse zu quantifizieren, entwickeln wir Analysemethoden, die auch in komplexen Wertschöpfungsketten angewendet werden können.

Da die Ausser-Haus-Verpflegung einen immer höheren Stellenwert einnimmt, ist auch hier eine Optimierung der Qualität des Speiseangebots notwendig und sinnvoll. Um dies zu erreichen, wurden in den letzten Jahren Bewertungstools entwickelt und Expertise sowie Schulungskonzepte aufgebaut. 

Das erarbeitete Wissen möchten wir an ein breites Publikum weitergeben. Neben unseren Angeboten in Lehre und Weiterbildung teilen wir via unserem Knowledge Hubs für nachhaltige Lebensmittel und -verpackung unser Wissen mit der Lebensmittelbranche sowie Endkonsument:innen. 

Projektbeispiele Nachhaltige Lebensmittelsysteme

Food Chain Modell

Das Hauptprodukt dieses Projektes umfasst fünf Module, die zusammen das Sustainable Food Chain Model (FCM) bilden und die Modellierung der Umwelteffekte ganzer Wertschöpfungsketten (WSK) ermöglichen. Die Grundlage bildet eine Massen- und Energieflussanalyse von der landwirtschaftlichen Produktion über alle Stufen der WSK bis zum Haushalt oder Restaurant, wo die Lebensmittel verzehrt werden. Jede Stufe der WSK wird durch Prozesse (z.B. Ernte, Lagerung) charakterisiert. Den Prozessen werden Lebensmittelverluste (z.B. 5 % essbare Ernteverluste) sowie umweltrelevante Prozesse (z.B. 2 kg Dieselverbrauch pro kg Ernteertrag) zugeordnet und mit Ökobilanzdaten verknüpft. Durch die Veränderung von Parametern können Szenarien gebildet und verglichen werden. Die Vergleiche können auf beliebige Aspekte der WSKs fokussieren, z.B. auf die Mengen der Lebensmittelverluste pro Stufe der WSK, auf die verwendeten Energiequellen und Strommixe oder auf eine Veränderung des Konsumverhaltens. 

Aus den Ergebnissen lassen sich erfolgreiche Massnahmen ableiten, um in den folgenden drei Handlungsfeldern Umweltbelastungen einzusparen:

  1. Lebensmittel ökologischer produzieren (z.B. Verarbeitung mit erneuerbarer statt fossiler Energie betreiben)
  2. Effizienz von WSKs steigern durch Vermeidung von Lebensmittelverlusten (z.B. Halbierung von Foodwaste in Haushalten)
  3. Nachhaltigere Produkte und Menüs auswählen durch die Konsument:innen

In einem durch die SATW finanzierten Projekt wurde gemeinsam mit dem Praxispartner KOA das Sustainable Food Chain Model erfolgreich auf das Fallbeispiel «Kakaopulpe als Nebenstrom der Kakaofruchtverarbeitung» angewandt und so die künftige Einsetzbarkeit des Tools verifiziert (weiterführende Informationen).

Im durch die ZHAW intern finanzierten Folgeprojekt «Trilogie-Modell für nachhaltige Ernährung» wird das FCM weiterentwickelt. Ein grösseres Folgeprojekt wird nach aktueller Planung im Jahr 2024 in Angriff genommen.

Kontakt: Dr. Claudio Beretta, Forschungsgruppe Lebensmitteltechnologie

Forschungsbereich Gemeinschaftsgastronomie

Die Gemeinschaftsgastronomie prägt in der Schweiz das tägliche Essen vieler Menschen – insbesondere über Mittag, wenn in Schulen, Betrieben, Spitälern oder Altersheimen verpflegt wird. Sie erreicht damit eine grosse und vielfältige Bevölkerung und hat das Potenzial, Ernährungsgewohnheiten zu beeinflussen, Wissen zu gesunder sowie umweltfreundlicher Ernährung zu vermitteln und insgesamt einen wichtigen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit im Ernährungssystem zu leisten.

In unserer Forschungsgruppe untersuchen wir, wie diese Potenziale bestmöglich genutzt werden können. Gemeinsam mit Partnern aus der Praxis entwickeln wir Lösungen, die ökologische, soziale und ökonomische Anforderungen verbinden: vom nachhaltigeren Speisenangebot über die Bildung von Küchenfachkräften bis hin zur Sensibilisierung von Gästen. Dabei verfolgen wir einen systemischen Ansatz und verknüpfen unsere Expertise in nachhaltiger Lebensmittelverarbeitung und Ernährungswissenschaft mit der Praxis der Verpflegung – damit Nachhaltigkeit in der Gemeinschaftsgastronomie nicht nur Theorie bleibt, sondern erlebbarer Alltag wird.

Auswahl aktueller Projekte:

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Cirvalis – Knowledge Hub für Nachhaltige Lebensmittel und Verpackung

Die Herstellung von Lebensmitteln gehört in der Schweiz zu den drei Produktionsbereichen mit den grössten Umweltauswirkungen. Damit trägt die Branche eine zentrale Verantwortung – und verfügt zugleich über grosses Potenzial, einen massgeblichen Beitrag zur Erreichung der nationalen und internationalen Klimaziele zu leisten. Konsument:innen, politische Akteure und Massnahmen zur Entwicklung von einheitlichen Kriterien für effektiven Klimaschutz in Unternehmen - wie beispielsweise die Science Based Target Initiative - fordern zunehmend konkrete Strategien. 

Doch Nachhaltigkeit ist vielschichtig: Zahlreiche ökologische, ökonomische und soziale Faktoren müssen gleichzeitig berücksichtigt werden. Zudem fehlt es oft an Kriterien und praxistauglichen Leitlinien, wie Nachhaltigkeit einheitlich gemessen, bewertet und in der Produktion umgesetzt werden kann.

Hier setzt Cirvalis an: Der Knowledge Hub vernetzt Forschung, Industrie und Praxis, um die Entwicklung nachhaltiger Lebensmittel und Verpackungen gezielt voranzutreiben. Er bietet eine zentrale Plattform entlang der gesamten Wertschöpfungskette für:

  • Zugang und Transfer von Wissen
  • Austausch und Vernetzung
  • Zusammenarbeit und praxistaugliche Lösungen

Mit einem interdisziplinären Ansatz an der Schnittstelle von Forschung und Anwendung werden relevante Erkenntnisse gebündelt, praxisnahe Lösungen entwickelt und die Innovationskraft der Branche nachhaltig gestärkt.

Wir danken der Seedling Foundation herzlich für die Finanzierung und Begleitung des Projektes. 

Weitere Infos:

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FiberSustain – unfraktionierte nahrungsfaserreiche Lebensmittelzutat aus Nebenströmen

Backen mit Nebenströmen

Im Projekt FiberSustain erarbeiten wir Lösungsansätze, um die bestehende Nahrungsfaserlücke in unserer Ernährung zu schliessen. Während die Nahrungsfaseraufnahme weltweit deutlich zu tief ist, sind verarbeitete Lebensmittel oft nahrungsfaserarm und die vorhandenen nahrungsfaserreichen Lebensmittel sind meist rau im Mundgefühl und von dunklerer Farbe. Gleichzeitig fallen grosse Mengen an Nahrungsfasern in Nebenströmen der Lebensmittelindustrie an, deren Nutzung zu einer Verbesserung des ökologischen Fussabdruckes beitragen könnte. 

Das Ziel des Projekts ist deshalb die Entwicklung eines skalierbaren Verarbeitungsprozesses für die Herstellung von unfraktionierten Ingredienzien aus Gelberbsenschalen, Weizenkleie und Apfeltrester. Dabei soll das Verhältnis von löslichen zu unlöslichen Nahrungsfasern so angepasst werden, dass die ernährungsphysiologischen und technofunktionellen Eigenschaften optimiert werden. Zu den technologischen Ansätzen gehören der Einsatz von Hochdruck, gepulsten elektrischen Feldern sowie optional von Enzymen. Parallel werden rechtliche Grundlagen wie z.B. die Einstufung als Novel Food geklärt (Fachgruppe QM und Lebensmittelrecht). 

Wir danken Innosuisse für die Finanzierung, GMSA und Fenaco für die Unterstützung mit Rohmaterialien und Swiss Food Research für die Plattform in Form eines «Living Lab», um fortlaufend Marktinputs in das Projekt einfliessen zu lassen.

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