Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Optimierung der Qualität und Haltbarkeit von Lebensmitteln
Die Nachfrage nach naturbelassenen Produkten mit einem hohen Frischegrad steigt kontinuierlich. Zugleich werden die Distributionsradien mehr und mehr ausgeweitet, woraus immer höhere Anforderungen an die Qualität und Haltbarkeit von Lebensmitteln resultieren.
Die Aufklärung von produktspezifischen Verderbsprozessen liefert uns die Basis für gezielte Maßnahmen zur Haltbarkeitsverlängerung von Lebensmitteln. Wir analysieren Lebensmittel und Lebensmittelzutaten in Bezug auf Qualitätsveränderungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, wobei zur Charakterisierung physikochemischer Eigenschaften standardisierte Messmethoden eingesetzt werden. Mithilfe von chemischer, physikalischer, mikrobiologischer und sensorischer Analytik sowie mittels mathematischer Modellierung bestimmen wir die Mindesthaltbarkeit von Lebensmitteln und liefern Lösungen zur Verlängerung der Haltbarkeit.
Auch für Kosmetikprodukte bewerten wir Qualitätsveränderungen und die Haltbarkeit, was insbesondere bei Rezepturveränderungen eine große Rolle spielt. Aus den Ergebnissen leiten wir nach Bedarf Maßnahmen zur Haltbarkeitsverlängerung ab.
Bewertung der Haltbarkeit von Lebensmitteln
Lagertests zur Haltbarkeitsbewertung
Die Haltbarkeit eines Lebensmittels ist von verschiedenen Faktoren, wie der Zusammensetzung, dem Verarbeitungsgrad sowie der Verpackungs- und Lagerbedingungen abhängig. Im Rahmen von Lagertests unter praxisnahen Bedingungen erheben wir fundierte Daten, um die Haltbarkeit quantitativ zu beschreiben und bewerten zu können. Hierzu kommen chemische, physikalische, mikrobiologische und sensorische Analysenmethoden zum Einsatz, wodurch wir die Veränderung wertgebender Qualitätsparameter erfassen. Darüber hinaus untersuchen wir die Abhängigkeit der produktspezifischen Verderbsprozesse von unterschiedlichen Einflussfaktoren (Rezeptur, Verpackung, Lagerbedingungen).
Mathematische Modelle zur schnellen Haltbarkeitsprognose
Die dynamischen Veränderungen der Produktqualität werden anhand mathematischer Modelle simuliert und damit deren Abhängigkeit von den Lagerbedingungen abgebildet. Die Haltbarkeitsprognose findet auf Basis einer Datenbank mit umfassenden Analysenergebnissen statt. Anhand ausgewählter Eckdaten wird auf diese Weise eine schnelle Haltbarkeitsvorhersage durchgeführt, wobei mögliche Auswirkungen neuer Rezepturen und Verpackungen prognostiziert werden können. Shelf Life Simulation.
Schnellmethoden zur Qualitätsbewertung in Entwicklung
Für eine Bewertung der Produktqualität entlang der Wertschöpfungskette entwickeln unsere Wissenschaftler Schnellmethoden auf Basis optischer Verfahren wie der Infrarotspektroskopie. Durch die Nutzung miniaturisierter Spektrometer (sog. Food Scanner) soll die Lebensmittelqualität in einem einfachen Scanvorgang bestimmt und mit den mathematischen Modellen zur Haltbarkeitsabschätzung kombiniert werden. Dies soll zur Qualitätssicherung sowie zur Reduzierung von Lebensmittelverlusten und Lebensmittelabfällen beitragen. Food Scanner
Verlängerung der Haltbarkeit von Lebensmitteln
Maßgeschneiderte Konzepte zur Haltbarkeitsverlängerung
Bei der Entwicklung maßgeschneiderter Konzepte zur Haltbarkeitsverlängerung berücksichtigen wir die produktspezifischen Eigenschaften und Verderbsprozesse. Je nach Zielsetzung bewerten wir die Effektivität von funktionellen Zusatzstoffen und produktschonenden Herstellungsverfahren und optimieren Verpackungskonzepte. Dabei betrachten wir sämtliche Verarbeitungsschritte, ausgehend von der Rezeptur über Prozessschritte bei der Verarbeitung bis hin zur Verpackung und Lagerung.
Angewandte Foschung für eine längere Haltbarkeit
Schwerpunkte unserer Forschungsarbeiten zur Haltbarmachung von Lebensmitteln sind unter anderem die Prüfung physikalischer Verfahren zur nicht-thermischen Oberflächenentkeimung von Lebensmitteln (z. B. kaltes Gasplasma, neuartige UV-Quellen), der Einsatz antimikrobiell wirksamer Pflanzenextrakte (z. B. Hopfen) als Alternative zu bisherigen Konservierungsstoffen sowie die Nutzung aktiver Verpackungslösungen (z. B. Sauerstoff-Scavenger). Neben der Bewertung der Wirksamkeit dieser technologischen Ansätze betrachten wir auch deren Einfluss auf die Produktqualität, um letztlich möglichst optimale Prozessparameter ableiten zu können.
Bestimmung spezifischer Verderbsprozesse
Jedes Lebensmittel hat produkttypische Verderbsindikatoren
Die Verderbsprozesse und Qualitätsveränderungen eines Lebensmittels werden durch chemische, physikalische und mikrobiologische Prozesse bestimmt. Für jedes Lebensmittel laufen diese Prozesse während des Verderbs spezifisch ab. Wir identifizieren für Sie die produkttypischen Verderbsindikatoren und bestimmen Leitsubstanzen, die während der Alterung bzw. dem Verderb eines Lebensmittels entstehen.
Leitsubstanzen zeigen den Qualitätszustand an
Die Quantifizierung von Leitsubstanzen und die Korrelation mit entscheidenden Qualitätsparametern ermöglicht eine schnelle Bewertung des Frischegrads eines Produkts. Die Qualitätskontrolle während der Produktion und Distribution wird damit um ein Vielfaches vereinfacht.