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Prozessoptimierung für verbesserte Lebensmittelqualität

Schwerpunktthema der Forschungsgruppe Lebensmitteltechnologie

Der Konsum verarbeiteter Lebensmittel steigt laufend, die Anforderungen an die ernährungsphysiologische und sensorische Qualität und an Sicherheit und Nachhaltigkeit sind hoch.

Deshalb verbessern wir bestehende und erarbeiten neue, innovative Technologien. Lebensmittel sollen vermehrt minimal verarbeitet und weitgehend in ihrer natürlichen Struktur und Zusammensetzung erhalten bleiben, während Kontaminationen minimiert und Lebensmittelsicherheit garantiert sein sollen. Zudem entwickeln wir Herstellungsprozesse für stärker verarbeitete Lebensmittel mit verbesserten ernährungsphysiologischen Eigenschaften, die es ermöglichen, einen höheren Faseranteil einzubringen sowie Zucker- und Fettgehalt zu reduzieren, jedoch die sensorische Qualität und die Produktsicherheit zu erhalten.

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 aufgebaut.

Projektbeispiele

Innovative Prozessführungstechnologie zur Stabilisierung von Backwaren

Weltweit geht der Trend bei Backwaren in Richtung verpackte und langhaltbare Produkte. Dies erfordert besonders bei industrieller Produktion grosse Kühlkapazitäten. Die Vakuumkühlung bietet in diesem Kontext einige Vorteile: Sie benötigt weniger Prozesszeit und somit auch gesamthaft weniger Platz im Betrieb. Dies ist möglich, weil bei der Vakuumkühlung das Prinzip der latenten Wärme genutzt wird und so die konventionellen und zeitaufwendigen Arten der Wärmeübertragung umgangen werden können. Darüber hinaus können mit dieser Art der Kühlung in Kombination mit einem angepassten Herstellungsprozess länger anhaltende knusprige Krusten und weiche Krumen erzielt werden.

Dieses von der Innosuisse geförderte Projekt knüpft an den heutigen Ist-Stand der Vakuumkühlung an und entwickelt dieses weiter. Ausgehend von bereits bekannten Beobachtungen werden die Wirkmechanismen der Vakuumkühlung auf die Textur und Struktur von Toastbrot als Modell tiefgehend erforscht. Dabei dient ein standardisierter industrienaher Backversuch mit einem Set an ausgewählten physikalischen Analysen als Grundlage. Effekte von Änderungen im bestehenden Prozessablauf oder von der Integration neuer Prozessschritten können so untersucht und erklärt werden. Weiterführende Analysen und Arbeiten mittels FTIR, micro-Computertomographie und Prozessmodellierung helfen dem Projektpartner bei der Entwicklung einer neuen Generation von Vakuumkühlungstechnologie. In Zukunft werden damit zusätzliche ausgewählte Qualitätsparameter von Backwaren gezielt gesteuert werden können.

Kontakt:

Dr. Mathias Kinner,  Forschungsgruppe Lebensmitteltechnologie

Optimierung von Lebensmittelprodukten für Alterskategorien mit speziellen Ansprüchen am Beispiel Beikost

Eltern stehen vor dem Entscheid, ob sie ihrem Kind industriell gefertigte Babynahrung geben oder täglich mit frischen Zutaten kochen sollen. Während ersteres eine optimale Kontrolle von Lebensmittelsicherheit garantiert und zu massgeblicher Zeitersparnis im Alltag führt, kann die Wahl der Zutaten nicht selbst erfolgen und die Zutatenliste entspricht nicht immer den Wünschen der Eltern. Zudem führt sowohl die industrielle Hitzesterilisation als auch das Kochen von Brei zu Hause zu starken Verlusten an hitzelabilen Vitaminen.

Alternative, nicht-thermische Behandlungen wie die Hochdruckbehandlung (HPP) erlauben es, die Haltbarkeit der Produkte schonend zu verlängern, den ernährungsphysiologischen Wert weitgehend zu erhalten und die sensorische Qualität zu optimieren.

Kontakt:

Dr. Janice Sych, Forschungsgruppe Lebensmitteltechnologie

Sauerteig und weitere getreidebasierte Fermentationen

Nebenströme aus der Getreideverarbeitung fallen weltweit in grossen Mengen an. Diese können durch Fermentationen mit funktionellen Kulturen aufgewertet und so der menschlichen Ernährung wieder zugeführt werden.

In Kooperation mit der Forschungsgruppe Lebensmittelbiotechnologie, die einen Schwerpunkt in der Entwicklung funktioneller Kulturen für Sauerteige und weitere getreidebasierte Fermentationen legt, unterstützen wir den Scale-up der Fermentation vom Labor- hin zum Pilotmassstab, untersuchen den Einfluss verschiedener Prozessparameter während der Fermentation sowie vor- nachgelagerter Prozesse und evaluieren die Auswirkung verschiedener funktioneller Kulturen auf den Backprozess.

Beispiel:

  • InnoBUN – Entwicklung und Anwendung multifunktioneller Sauerteige in Buns (Innosuisse Projekt mit 2 Umsetzungspartnern)

Kontakt:

Dr. Mathias Kinner, Forschungsgruppe Lebensmitteltechnologie

ConviFood

Zeitknappheit, Bequemlichkeit und fehlende Kochkompetenzen führen dazu, dass immer mehr auf Fertigprodukte (Convenience-Produkte) zurückgegriffen wird. Das grosse Angebot an Fertigmahlzeiten in den Supermärkten kommt diesem Trend nach. In den Medien werden Fertiggerichte oftmals eher negativ dargestellt. Sie sollen ungesünder sein (weniger Vitamine enthalten) und auch aus ökologischer Sicht die Umwelt (u.a. aufgrund der Verpackung) mehr belasten. Es fehlt bislang jedoch an Studien, die dies umfassend untersuchen.

Im Rahmen des Projektes soll der Frage nachgegangen werden, wie «gut» oder «schlecht» Fertigmahlzeiten im Vergleich zu frisch zubereiteten Mahlzeiten tatsächlich sind. Es soll ein Vergleich gängiger Schweizer Gerichte – frisch zubereitet (im Privathaushalt und der Gemeinschaftsgastronomie) versus Convenience (industriell hergestellt) – bezüglich des Geschmacks, des Nährstoffgehalts (anhand von ausgewählten Leitsubstanzen) und der Umweltbelastung (Ökobilanzierung) durchgeführt werden.

Das Projekt wird von der SV-Stiftung unterstützt.

Kontakt:

Dr. Claudia Müller, Forschungsgruppe Lebensmitteltechnologie