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 Grundlage für gezielte Maßnahmen zur Haltbarkeitsverlängerung von Lebensmitteln. Wir analysieren Lebensmittel in Bezug auf Qualitätsveränderungen in Abhängigkeit der Lagerbedingungen, 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.
Auch für Kosmetikprodukte und Heimtiernahrung bewerten wir Qualitätsveränderungen und die Haltbarkeit, was insbesondere bei Veränderung der Rezeptur oder Verpackung eine Rolle spielt. Aus den Ergebnissen leiten wir nach Bedarf Maßnahmen zur Haltbarkeitsverlängerung ab.
Bestimmung 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.
Verlängerung der Haltbarkeit von Lebensmitteln
Maßgeschneiderte Konzepte zur Haltbarkeitsverlängerung
Bei der Entwicklung maßgeschneiderter Konzepte zur Haltbarkeitsverlängerung berücksichtigen wir die produktspezifischen Eigenschaften. Je nach Zielsetzung bewerten wir die Effektivität von funktionellen Zusatzstoffen und Haltbarmachungsverfahren und optimieren Verpackungskonzepte. Dabei betrachten wir sämtliche Verarbeitungsschritte, ausgehend von der Rezeptur bis hin zur 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.
Schnellmethoden zur Bewertung der Produktqualität
Qualitätsmonitoring entlang der Lieferkette
Die Qualitätsbestimmung von Lebensmitteln ist sowohl in der Produktion als auch in der Lagerung von zentraler Bedeutung. Mit zunehmender Digitalisierung stehen hierfür neue Möglichkeiten zur Verfügung. Um dieses Potenzial optimal ausschöpfen zu können, sind leistungsfähige und schnelle Messmethoden erforderlich.
Schnelle und zerstörungsfreie Qualitätsbestimmung
Für eine Bewertung der Produktqualität entlang der Wertschöpfungskette entwickeln unsere Wissenschaftler Schnellmethoden auf Basis der Gasmesstechnik sowie optischer Verfahren (z. B. IR-Spektroskopie, Bildauswertung). Dabei soll durch Einsatz kostengünstiger Sensorsysteme die Beschaffenheit eines Lebensmittels in einem einfachen Messvorgang aufgenommen werden. In Verbindung mit datenanalytischen Techniken können Aussagen hinsichtlich Qualität, Sicherheit und Authentizität getroffen werden. Dies soll die bestehende Qualitätssicherung ergänzen sowie zur Reduzierung von Lebensmittelverlusten beitragen.
Food Scanner