Vortragsreihe "FEI-Highlights": Dokumentation der Web-Vorträge im Oktober, November und Dezember 2021

Mit IGF zum besseren Schmelzcoating – Nutzung von µCT-Daten zur gezielten Erzeugung homogener Schichtstrukturen
(AiF 19970 N und AiF 17874 N)

• Zum Hintergrund

  
  Das Coaten ist in der Pharmaindustrie ein wichtiges und etabliertes Verfahren zum Schutz von Inhaltsstoffen. Auch in der modernen Lebensmittelverarbeitung sind ummantelte Produkte nicht mehr wegzudenken – wie in der Süßwaren-, Gewürz-, Fleisch- oder Backwarenbranche. Mithilfe der Technologie des Coatings werden pulverförmige Substanzen wie Gewürze, Puderzucker oder Milchpulver durch eine Ummantelung bzw. Beschichtung vor unerwünschten chemischen Reaktionen und Aromaverlusten geschützt. Ebenso steigt durch das Coating die Lagerfähigkeit der Produkte. Pflanzliche Fette, Bienenwachs und Carnaubawachs sowie Mischungen dieser Überzugsmaterialien werden bei der lösemittelfreien Verfahrensvariante – dem Schmelzcoating – aufgeschmolzen, ummanteln im flüssigen Zustand das Pulver und härten im Anschluss wieder.
  Das klingt simpel, ist jedoch ein komplexer Vorgang, bei dem zahlreiche Prozessparameter beachtet und aufeinander abgestimmt werden müssen, um den perfekten Schutzmantel für jedes Produkt zu finden: Dieser soll von gleichmäßiger Dicke sein, poren- und rissfrei sein und die jeweils gewünschten Barriere- und Freisetzungseigenschaften aufweisen. Entfalten sich beispielsweise Gewürze in vorgewürztem Fleisch zu früh, kann es aussaften. Durch das richtige Coating kann die Freisetzung von sensiblen Inhaltsstoffen daher intelligent gesteuert werden, so dass diese erst beim Erreichen des Schmelzpunktes ihre volle Wirkung entfalten.

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Keine Chance für Keime dank IGF: Desinfektion für Slicermesser – neu gedacht mit Plasmatechnologie
(AiF 19256 BR)

• Zum Hintergrund

  
  Die Herstellung von vorverpackten aufgeschnittenen Lebensmitteln wie Brühwurst und Kochschinken erfordert eine hohen Hygienestandard. Um diesen zu gewährleisten, werden die Aufschnittmaschinen und insbesondere die Slicermesser regelmäßig nasschemisch gereinigt und desinfiziert. Trotz umfassender und zeitintensiver Vorsorge- und Hygienemaßnahmen besteht ein Restrisiko, dass es vor allem beim Schneidvorgang zu Kontaminationen mit pathogenen Mikroorganismen wie Listerien kommen kann. Daher wird der Reinigung und Desinfektion der Slicermesser stets ein besonderes Augenmerk geschenkt – und es besteht ein hoher Bedarf nach Alternativen, mit denen die Messeroberflächen effizienter desinfiziert werden können.
  
  Dies war die Ausgangssituation für die Forschungsarbeiten zum IGF-Projekt AiF 19256 BR, im Rahmen dessen zwei Forschungsstellen aus Leipzig die Eignung von kaltem Atmosphäremdruckplasma (KAP) zur Dekontamination von Oberflächen geprüft haben.
  
  

  

  Plasma ist ein hochenergetischer, gasförmiger Zustand, der in der Natur beispielsweise in Blitzen oder Polarlichtern vorkommt. Bei dem trockenen und schonenden Oberflächenverfahren stoßen die geladenen Teilchen aus ionisiertem Gas auf die Oberfläche und töten so potentielle Mikroorganismen ab. Um das Verfahren künftig in der Praxis anwenden zu können, wurde untersucht, wie verschiedene Prozessparameter – wie Art der Plasmaquelle und -erzeugung oder die Behandlungsdauer – die Keime auf der Oberfläche beeinflussen. Mit Erfolg!
  
  Besonders in kleinen und mittleren Unternehmen, wo häufig mit nur einer Aufschneide- und Verpackungslinie täglich verschiedene Produkte verarbeitet werden, kann die innovative Plasmatechnologie künftig zu einer deutlich effizienteren Verarbeitung mit verbesserter Prozesshygiene führen. Im Vergleich zur nasschemischen Dekontamination entfiele dann auch das Problem der Resistenzbildung bei Mikroorganismen. Ebenso würde das Risiko chemischer Rückstände durch Desinfektionsmittel vermindert.

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IGF ermöglicht sicherere Speiseöle – Minimierung von Mineralölbestandteilen zum vorbeugenden Verbraucherschutz
(AiF 19662 N)

• Zum Hintergrund

  
  Ob als Rapsöl, Sonnenblumenöl oder Leinöl – oder als Zutat in weiterverarbeiteten Lebensmitteln: Pflanzliche Öle spielen als Lieferanten essentieller Nährstoffe und dank ihrer funktionellen Eigenschaften eine zentrale Rolle in der menschlichen Ernährung und bei der Herstellung von Lebensmitteln.
  Doch durch die umfangreiche Nutzung von Erdöl und daraus hergestellten Produkten ergeben sich mehrere Eintragsquellen von gesundheitsschädlichen Mineralölkomponenten (Mineral Oil Hydrocarbons (MOH)) und deren Abbauprodukten in Lebensmittel – und vor allem in Speiseölen. Die MOH-Eintragswege waren bislang größtenteils ungeklärt. Zudem waren die validierten Nachweismethoden unzureichend und es fehlten noch grundlegende Kenntnisse, durch welche technischen Möglichkeiten Rückstände von Mineralölbestandteilen während der Ölgewinnung entfernt werden können.
  
  Die komplexe Herausforderung zur Erforschung der Eintragswege und zur Ableitung von Maßnahmen war für einzelne Unternehmen nicht zu leisten. Das Projekt war daher prädestiniert für die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF): Im Rahmen des Projektes AiF 19662 N erarbeiteten drei Forschungsstellen – das Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide am Max-Rubner-Institut in Detmold, das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik in Quakenbrück und das Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde am Julius-Kühn-Institut in Braunschweig – gemeinsam eine MOH-Minimierungsstrategie in Speiseölen.
  
  

  

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  Ziel war es, die wichtigsten MOH-Eintragsquellen in der Herstellungskette systematisch zu identifizieren, deren Bedeutung zu bewerten und daraus effiziente Möglichkeiten zur Entfernung bzw. zur Minimierung von MOH-Rückständen abzuleiten. Neben den Untersuchungen bezüglich der gesättigten Mineralölkohlenwasserstoffe (Mineral Oil Saturated Hydrocarbons (MOSH)) lag ein Schwerpunkt der Minimierungsstrategie insbesondere auf ungesättigten Mineralölkohlenwasserstoffen (Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons (MOAH)), da einige Substanzen aus dieser Gruppe aufgrund ihrer chemischen Struktur unter Verdacht stehen, krebserregend zu sein.
  Ein weiterer Fokus lag zudem auf der Verbesserung der Analytik, da die Gehalte an Mineralölbestandteilen mit höherer Präzision, Wiederholbarkeit und Selektivität bestimmt werden müssen, um die Verlässlichkeit bei Stufenkontrollen entlang der Herstellungskette zu verbessern und damit Entscheidungen bei der Entwicklung von Minimierungsansätzen zu ermöglichen.
  
  Das FEI-Projekt konnte 2020 sehr erfolgreich abgeschlossen werden – so konnte u.a. eine neue Analysemethode mit zehnfach genaueren Ergebnissen entwickelt werden (siehe Pressemitteilung vom 8. Dezember 2020). Dazu erklärte Dr. Gerhard Brankatschk, OVID-Geschäftsführer und Koordinator des Projektes: „Mit der neuen verfeinerten Analyse haben wir nun ein präziseres Werkzeug in der Hand, um ungeklärten Einträgen zielgerichtet nachzugehen. [...] Speiseöle und Fette werden damit noch sicherer.”
  
  Die umfassenden Ergebnisse, die einen bedeutenden Beitrag für die Verbesserung der Sicherheit raffinierter sowie kaltgepresster Speiseöle leisten, hat Dr. Ludger Brühl im Rahmen eines kompakten Web-Vortrags vorgestellt; der Lebensmittelchemiker war federführend an den Forschungsarbeiten beteiligt.
  
  In Deutschland wird Speiseöl in 19 Saatverarbeitungs- und Raffinationsbetrieben sowie in mehr als 60 kleineren Ölmühlen hergestellt. Vor allem diese kleineren Hersteller von kaltgepressten Speiseölen waren bislang in besonderer Weise von der MOH-Problematik betroffen, da sie keine Möglichkeit haben, eventuell vorhandene MOH-Gehalte im Rahmen einer Raffination zu minimieren. Sie sind daher vorrangig auf eine MOH-Minimierung bereits zu Beginn der Herstellungskette angewiesen.
  Ölmühlenprodukte sind in etwa 80 % der Produkte des täglichen Bedarfs enthalten, so dass die Ergebnisse für eine Vielzahl von nachgelagerten Lebensmittelbranchen von wirtschaftlicher Relevanz sind.