Lebensmitteltechnologie und Humanernährung

Arbeitsbereich

Wir beschäftigen uns mit der Forschung und Nutzung aquatischer Ressourcen im Bereich Lebensmitteltechnologie und Ernährung. Dabei identifizieren wir Stoffe aus marinen Quellen (wie Algen, Muscheln, Fischerei-Nebenprodukten, Fischzellen) und entwickeln Verfahren zur Herstellung von neuartigen Lebensmittelprodukten und -zutaten. Diese Produkte stellen qualitativ hochwertige und sichere Endprodukte dar, die auch Aspekte wie Gesundheit und Nachhaltigkeit berücksichtigen.

Die Aufmerksamkeit gegenüber Makroalgen als innovative Ressource steigt im europäischen Raum. Sie sind ein nachwachsender Rohstoff, der kein Ackerland oder Frischwasser benötigt und dabei CO2 bindet. Neben den Nachhaltigkeitsaspekten haben ihre Inhaltsstoffe auch ein enormes Potential für eine gesunde menschliche Ernährung. Makroalgen besitzen einen hohen Protein-, Ballaststoffgehalt sowie viele Vitamine und Mineralstoffe. Diese Inhaltsstoffe haben antioxidative, entzündungshemmende und antimikrobielle Wirkungen und ihr Einsatz in Lebensmitteln können zu gesundheitsfördernden Effekten führen. Um dieses Potential zu nutzen, beschäftigen wir uns sowohl mit dem direkten Einsatz der Makroalgen in Lebensmitteln, als auch der Entwicklung neuartiger und funktioneller Zutaten aus diesem Rohstoff.

Aufgrund ökologischer und ökonomischer Punkte verfolgt die Lebensmittelbranche Aspekte einer ganzheitlichen Verwertung von Rohstoffen. Wir haben dabei speziell die ganzheitliche Nutzung aquatischer Ressourcen wie Fischerei Beiprodukten und Muscheln ins Auge gefasst. Beispielweise werden Miesmuscheln aufgrund ihrer Größe nicht weiterverwertet und unter normalen Umständen verworfen. Mithilfe spezieller Maschinen werden diese Produkte so verarbeitet, dass sie in Lebensmitteln eingesetzt werden können und für die Entwicklung neuartiger Produkte zur Verfügung stehen.

Ein komplett neuartiges und einzigartiges Feld in der Lebensmittelbranche ist die Kultivierung tierischer Zellen im Bioreaktor, die für den menschlichen Verzehr gedacht sind. Dabei ist es nicht nur möglich Fleisch, sondern auch Fischzellen zu kultivieren. Sie bieten die Vorteile bei Raumtemperatur kultivierbar, robuster und strukturell einfacher zu sein. Bevor ein ganzes Fischfilet auf dem Markt angeboten werden kann, beschäftigen wir uns mit der Entwicklung innovativer Hybridprodukte, die aus Fischzellen als auch veganen Rohstoffen bestehen.

Das Meer und dessen Organismen bergen noch viele ungenutzte Ressourcen, deren Potential wir nutzen möchten, um innovative, gesunde und nachhaltige Produkte zu entwickeln und für den Menschen verfügbar zu machen.

Unser Bereich verfügt über ein umfangreich ausgestattetes Technikum für angewandte Lebensmittelforschung und entsprechende Laborkapazitäten für die notwendigen Experimente und Analysen.

Forschungsfelder

Algenprodukte

Makroalgen sind vielseitige Helden aus dem Meer, die unterschiedliche Potentiale bergen. Insbesondere zeichnen sie sich durch ihre positiven Auswirkungen auf die Umwelt und ihre guten Eigenschaften zur Weiterverarbeitung zu Lebensmitteln aus. Makroalgen können dabei entweder direkt eingesetzt oder bestimmte Inhaltstoffe von ihnen können isoliert werden, um ihre positiven Eigenschaften in anderen Lebensmittelprodukten zu nutzen. Da dieses Forschungsfeld insbesondere in Europa noch recht neu ist, haben Makroalgen noch ein enormes Forschungspotenzial.

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Zellbasierter Fisch

Schon heute gelten rund 90 Prozent aller Fischbestände als maximal befischt oder überfischt, so die Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen. Doch angesichts der wachsenden Weltbevölkerung sind immer mehr Menschen auf Fisch als Proteinquelle angewiesen. Eine Lösung für das Problem hat die Bluu GmbH – eine Ausgründung der Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte und Zellbasierte Medizintechnik IMTE. Das Unternehmen hat sich auf die Produktion von zellbasiertem Fisch spezialisiert. Er wird aus echten Fischzellen hergestellt und im Bioreaktor gezüchtet. Im Gegensatz zu wild gefangenem Fisch geht dies nicht zu Lasten des Tierwohls.

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Herstellung eines proteinreichen Snacks aus Beiprodukten der Fischereiindustrie

In der Lebensmittelindustrie fallen viele Reststoffe an, die weiter genutzt werden können, um eine ganzheitliche Nutzung von Ressourcen sicherzustellen. Ein Beispiel hierfür ist auch die Fischindustrie, bei deren Produktion Beiprodukte entstehen, die für die Entwicklung neuartiger Lebensmittelprodukte genutzt werden können. Auf dieser Grundlage wurde ein proteinreicher Snack mit einem hohen Omega-3-Fettsäure Anteil aus Fischerei-Beiprodukten entwickelt, der nicht nur gut schmeckt, sondern auch gesund ist.

 

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Optimale Verwertung von Muschel- und Algenzucht-Resten

Im Projekt LaMuOpt – Optimale Verwertung von Muscheln- und Algenzuchtresten – sollen Muscheln und Reste aus der Algenextraktion, sogenannte Algentrester, weiterverarbeitet und verwertet werden.

Miesmuscheln (Mytilidae) werden erst ab einer bestimmten Größe für den menschlichen Verzehr genutzt, der Rest wird wieder ins Meer verworfen. Doch der Inhalt dieser zu kleinen Muscheln kann für die Aufbereitung von Fischfutter oder als Zutaten in Lebensmitteln genutzt werden. Erste Ergebnisse zeigen, dass so sowohl das Fischfutter bei den Fischen als auch neuartige Lebensmittelprodukte, wie Muschel-Brotaufstrich, beim Endverbraucher gut ankommen. Auch Reststoffe, die bei der Verarbeitung von Makroalgen (wie Saccharina latissima) zu Algenextrakten anfallen, können in Futter- also auch in Lebensmitteln eingesetzt werden. Diese Algentrester beinhalten gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe wie Fucoidane und eignen sich somit optimal für den Einsatz in gesunden Endprodukten. 

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Lebensmittelprodukte aus Halophyten

Zur Nährstoffreduzierung von eutrophierten Küstengewässern der Ostsee sowie Aquakulturanlagen wird die Biomassenproduktion von Gefäßpflanzen genutzt. Dabei werden unterschiedliche Techniken an drei unterschiedlichen Standorten – an einer Pflanzenkläranlage, an Schwimmende Gewächshäuser und an Schwimminseln- erprobt. Bei den genutzten Gefäßpflanzen handelt es sich um Halophyten, die unterschiedliche Salzkonzentrationen tolerieren. Ihre Biomasse kann dann in beispielweise Lebensmittel- oder Kosmetikprodukten zur Entwicklung innovativer Produkte weiterverarbeitet werden. Im Lebensmittelsektor werden diese Pflanzen bereits als Gewürz oder in reiner Form als Beilage eingesetzt. Daher entstand die Idee Smoothies mit Halophyten als Zutat entwickelt. Die Produkte konnten bisher in Verkostungen in puncto Geschmack überzeugen, sodass weitere Produkte folgen sollen. 

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Leistungen

Von der aquatischen Zutat bis fertigen Produkt entwickeln wir hochwertige und sichere Lebensmittel für den gesunden und nachhaltigen Genuss.

 

  • Dabei nutzen wir unsere Kompetenz zur Beurteilung des marinen Ausgangsmaterials. ​
  • Wir entwickeln neue Verfahren u. a. Extraktion & Fermentation zur Nutzung von Makroalgen. ​
  • Wir unterstützen bei der Nutzung von Fischereinebenprodukten​.
  • Wir entwickeln zellbasierte Produkte (cultured / cell based meat & fish).

Ausstattung

Küchenausstattung Technische Geräte  Laborausstattung​
  • Tischkutter und Kutter (bis max. 20 L) ​
  • Vakuumverpackungsmaschine mit MAP
  • Fleischwolf ​
  • 3 Kombidämpfer
  • Räucherofen (max. 5 kg)​
  • Gastroküchenausstattung​
  • Crushed-Eis-Maschine (2 kg/h) ​
  • Gefriertrocknungsanlage (10 kg/24 h)
  • Hochdruckhomogenisator bis 2000 bar​
  • Mikrobieller Fermenter bis 10 L
  • Großraumrotationsverdampfer (bis max. 20 L)
  • Siebanalysenmaschine (5 mm bis 25 µm) ​
  • Muffelofen (tmax = 1100 °C)           
  • Schneidmühle​
  • Autoklav
  • Photometer (Ultrospec 3100 pro)
  • Texture Analyser HD Plus bis 250 kg Messzelle ​
  • Rotationsviskosimeter​
  • Ultra-Turrax
  • Soxhlet Extraktion (Volumen 50 mL) ​
  • Standard-Destillation (bis max. 1 L)
  • Kryokonservierung durch Flüssigstickstoff
  • Zentrifugen (max. 6 x 1 L)
  • pH-Titrator
  • Karl-Fischer-Titrator             ​
  • Refraktometer​​
  • Spektralphotometer (L*a*b*-Farbmessung)
  • Ultraschallbad