PIW Präsentation WS 2013/14 Institut für ... · Der große Bluff: Etliche Hersteller behaupten...
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PIW Präsentation WS 2013/14 Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie
E. Flöter | LVT | PIW WS13
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Outline Lebensmitteltechnologie Arbeitsfeld und Umfeld Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie Fachgebiete Standorte Lehre Forschung Fachgebietsschwerpunkte PIW Projekte
E. Flöter | LVT | PIW WS13/14 Seite 2
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LVT BSc – SS 2013 3
Lebensmitteltechnologe – Wo ?
Innovationen im Lebensmittelbereich, welche Firmen ? Produzenten von Verbrauchsgütern – FMCG - Multinationals Nestle, Kraft, Unilever, Conagra, Mars-Masterfood …. - Meggle, Campina, Arla, Müller …. Business – Retailer - Consument Zulieferer - ABC: ADM, Bunge, Cargill, Flavourhouses, …… Business to Business Alle Mischformen Apparatebauer und Anderes …….
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LVT BSc – SS 2013 4
Technologisches Mapping - Arbeitsfeld
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Lebensmitteltechnologie ein Oxymoron? Ausschnitte Tagesspiegel der letzten Monate Etikettenschwindel mit der Nähe Lebensmittel aus der Region sind gefragt. Doch der Begriff ist nicht geschützt. Das soll sich jetzt ändern. Gentechnik : Genial daneben
Viele Lebensmittel täuschen nur vor, gesund zu sein Der große Bluff: Etliche Hersteller behaupten von ihren Produkten,
dass sie besonders gesund seien – dabei sollte man besser die Finger davon lassen.
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Noroviren sind überall Der Skandal um eingefrorene Erdbeeren zeigt: Nicht
chinesische Exporteure, sondern Großcaterer müssen besser überwacht werden. Warum? Die Einzelheiten
sind unappetitlich. Grüne Welle in Berlin
Die Nachfrage nach Biosupermärkten ist ungebrochen. Zwar ist das Geschäft noch immer
eine Nische – doch gerade für die regionalen Anbieter wird der Wettbewerb härter. Die Opfer der Dürre
US-Farmer fürchten um ihre Ernte. Schon jetzt werden auf dem Weltmarkt Weizen, Mais und Soja teurer. Das
belastet vor allem die Menschen in den armen Ländern. Aber auch die deutschen Milchbauern klagen.
Absatz von Fair-Trade-Produkten steigt Einkaufen mit besserem Gewissen - das ist
die Idee von Fair Trade. Dafür nehmen deutsche Verbraucher zunehmend auch
höhere Preise in Kauf.
Schulessen: Hauptsache billig
Ernährungsstudie: „Bio“ heißt nicht „gesünder“
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Technologie und Lebensmittel Natürlich oder Künstlich-Aus der Fabrik oder Natur
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Möchten Sie etwas aus dieser Fabrik essen?
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Lebensmitteltechnologie
Innovationen im Lebensmittelbereich ? Wo hätten Sie gern als Lebensmitteltechnologe mitgewirkt ? Was ist das iPhone der Lebensmittel ? Welches neuen Lebensmittel würden Sie sich wünschen ? Sie sind Produzent und Konsument zugleich. Sie sind aber kein Amerikanischer oder Indischer Konsument. Mit Nanotechnologie ? Mit GMO ?
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Motivation für Innovation
1. Für Konsumenten sichtbar neues Produkt im Markt: „Neu erscheinendes“ Produkt: durch: Verpackung, Vermarktung, Labelling, Technologie, neuer Geschmack, verbesserte Ernährung, anderer Benefit … 2. Für Konsumenten nicht erkennbar neues Produkt im Markt: Neue Technologie für nicht wesentlich unterscheidbares Produkt
– Rohstoff und Ressourcenverbrauch – Anderer Rohstoff
• Umwelt, Transport, Aufbereitungsprozess, ….
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Lebensmittelindustrie Fortschritt
Resultierender Vorteil einer Investition in Produktionsanlagen unsicher – Konsument/Markt schwer vorhersagbar – Konsument lieber keine Technologie im Essen will
Zwei Arten von technischem Fortschritt Vornehmlich 1) schrittweise Optimierung des bestehenden Zusammensetzung – Prozess – Produkt Zyklus Selten aber spannend 2) Paradigmenwechsel durch Neudefinition des Zusammensetzung – Prozess – Produkt Zyklus
Mix
Prozess
Produkt
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Herausforderungen sind groß es gibt genug zu tun • Feeding the masses
• Erträge verbessern • Verluste in der Lebensmittelkette reduzieren • Transportaufwand
• Lebensmittelsicherheit • Ernährung – Obesitas …. Bluthochdruck .. • Lebensmittelhaltbarkeit • Neue Konzepte – Haushalte, Lebensstile verändert • Nachhaltigkeit, Energiekosten, Co2 Footprint, Wasserverbrauch • Alternative Quellen für Grundstoffe (Protein ohne Fleisch) • Kostenreduktion Gesellschaftliche Trends
Locally sourced, fashion …
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Institut für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie
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Fachgebiete: Lebensmittelchemie und Analytik (LMCh) Prof. Dr. Lothar W. Kroh Lebensmittelchemie und Toxikologie Prof. Dr. Hajo Hase Fachgebiet Brauwesen Prof. Dr.-Ing. Frank-Jürgen Methner Lebensmittelbiotechnologie und –prozesstechnik (LBPT) Prof. Dr.-Ing. habil. Cornelia Rauh Lebensmitteltechnologie und –materialwissenschaften (LMMW) Prof. Dr. Stephan Drusch Lebensmittelverfahrenstechnik (LVT) Prof. Dr.-Ing. Eckhard Flöter
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Institut: Standort und Historie
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Historie: geht zurück auf Preußische Forschungsoffensive um 1900 Zuckerinstitut Gartenbauanstalt Institut für Frucht- und Gemüse Getreideinstitut ….. Zusammenfügung der Lebensmitteltechnologie TU B und Humboldt Universität
(90‘ Jahre) ehemalige Fachgebiete zT im Übergang Technologie Proteinreicher Lebensmittel Rheologie Informatik und Angewandte Statistik Lebensmitteltechnologie II (Getreide, Stärke) …….
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Institut: Standort und Historie
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LBPT
LMMT
LVT LMCh LVT
LVT
LMTox
Brau Brau
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Institut: Standort und Historie
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LBPT
LMMT
LVT LMCh LVT
LVT
LMTox
Brau Brau
Zukunft: 1 Standort
Lebensmittel-campus Wedding
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Institut Entwicklung
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Zukünftig gemeinsamer Standort – Lebensmittelcampus • Engere Zusammenarbeit der Fachgebiete – Synergie • Konzentration der Studenten – geringe Reisezeit – Kommunikation ……
Entwicklung einer Gemeinsamen Identität – Institutslogo Darstellung nach außen ein Institut das Lösungen für relevante Fragen beantwortet Lebensmittel- Sicherheit Qualität Innovation Nachhaltigkeit Gesundheit Ausbau bestehendes Internationales Netzwerk zu Instituten, Universitäten und Firmen
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Lehre - Studiengänge
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Lebensmittelchemie: Typischer Staatsexamens Studiengang Lebensmittelchemiker Synergie aber nicht im PIW Brauwesen: Bachelor und Master Brauerei- und Getränketechnologie Bachelor seit 2009 Master noch in der Anlaufphase Lebensmitteltechnologie: Bachelor und Master Lebensmittelstechnologie BSc läuft wird aber im Moment optimiert MSc noch in der Anlaufphase Zusätzlich Fachwissenschaft für Lehramt Lebensmitteltechnologie und Ernährung
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Lehre - Studiengänge
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Brauwesen: Bachelor und Master Brauerei- und Getränketechnologie Lebensmitteltechnologie: Bachelor und Master Lebensmittelstechnologie Ingenieurstudiengänge >> Ingenieurstech. & naturwissenschaftliche Grundlagen Begrenzte Anzahl universitäre Studienstandorte in Deutschland: S , K, M Offensichtliche technische Inhalte: Technik und Wissenschaft ist die Basis Lebensmitteltechnologe sehr breites Berufsfeld Analyse – Verstehen – Verbessern – Verändern Lebensmittelindustrie: Technologen interssantes Feld – Konsumentenmarkt Industrie – Gesellschaft – Konsument – Mode/Trends - Medien Lokal produziert, nachhaltig, neue Ernährungserkenntnisse …
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Forschung/Schwerpunkte Lebensmitteltechnologie (und Lebensmittelchemie)
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Fachgebiet Brauwesen (Prof. Dr.-Ing. Frank-Jürgen Methner) Geschmacksstabilität von Bier:
• Einfluss von Aminosäuren • verbesserte Analytik antioxidatives Potenzials im Bier • Bieralterung und Einflussfaktoren
Geschmacksbildung: • Dicarbonylildung während der Würze- und Bierherstellung • Optimierung der Bittersäuren-Ausbeute • Hopfeninhaltsstoffe und deren Einfluss auf das Aromaprofil
• Untersuchung Brauereihefen • Entwicklung von Bier- und bierähnlichen Getränken mittels Mischkulturen mit dem
Schwerpunkt „Bildung spezieller Gärungs-Nebenprodukten“ • Crossflow-Filtration von Bier und Gelägerhefe und deren Optimierung • Biofilm-Bildung in Brauereien
Alles um das Bier
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Forschung/Schwerpunkte Lebensmitteltechnologie (und Lebensmittelchemie)
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Lebensmittelbiotechnologie und –prozesstechnik (LBPT) Prof. Dr.-Ing. habil. Cornelia Rauh thermischer und nicht-thermischer Prozesse Anwendung von hydrostatischem Hochdruck, elektrischer Hochspannungsimpulse überkritischem Kohlendioxid, Ultraschall subkritisches Wasser, Plasma, Infrarot zur Prozessoptimierung Ziel: a) Verbesserte Biokatalyse b) Inaktivierung von Mikroorganismen Energieschonende, nachhaltige Verarbeitungsprozesse, Ausbeutesteigerung
allgemeines Ziel (Beispiel PEF) Fluidmechanik – Modellierung über mehrere Dimensionen ::::::
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Forschung/Schwerpunkte Lebensmitteltechnologie (und Lebensmittelchemie)
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Lebensmitteltechnologie und –materialwissenschaften (LMMT) Prof. Dr. Stephan Drusch Charakterisierung, Modifizierung und Funktionalisierung von bestehenden und
neuartigen Lebensmittelzutaten und -inhaltsstoffen. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei auch die Untersuchung prozess-induzierter Veränderungen in der Zusammensetzung
und Auswirkungen auf die Funktionalität
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Forschung/Schwerpunkte Lebensmitteltechnologie (und Lebensmittelchemie)
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Lebensmitteltechnologie und –materialwissenschaften (LMMT) Prof. Dr. Stephan Drusch • Bioverfügbarkeit Lebensmittelinhaltsstoffen, funktionellen Biowirkstoffen –
Verkapselung • „Particle Engineering“Charakterisierung und Gestaltung der Phasengrenzflächen • Charakterisierung/Modifizierung von strukturbildenden Lebensmittelinhaltsstoffen,
insbesondere Pektinen • Strukturen von der molekularen bis hin zur makroskopischen Ebene charakterisiert
und über gezielte Technologieauswahl und –optimierung gezielt aufgebaut
• Beiträge zur Herstellung zielgerichtet optimierter Lebensmittelkomponenten und Lebensmittel geleistet
>> Ermöglichen von ‚functional food‘
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Forschung/Schwerpunkte Lebensmitteltechnologie (und Lebensmittelchemie)
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Lebensmittelverfahrenstechnik (LVT) Prof. Dr.-Ing. Eckhard Flöter Optimierung der Prozesse der Stoffumwandlung - Mikroskopisch - Makroskopisch Substrategebiete: • Zucker: Kristallisation, Verdampfung, Energie • Fette und Öle: Oleogel, Kristallisation und Struktur • Stärke: Modifikation, Gewinnungsprozesse
Charkterisierung Eigesnchaften Treibende Kraft Prozessdesign/ -Optimierung
Mix
Prozess
Eigenschaft
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PIW Projekte
Informationsmanagement| E. Flöter | WS13 VL1 Seite 23
Fachgebiet Projekt
Brauwesen Das Geheimnis der Hopfenblume
LMBPT Herstellung von Convenience-Produkten aus Kartoffeln
LMBPT Grundlagen und Anwendung der Proteinvernetzung zur Herstellung von Lebensmitteln
LMMW Produktentwicklung eines innovativen Fruchtsaftes
LMMW Vom Korn zum Brot
LMMW “Süß”waren mal anders
LVT Die Technologie hinter der süßen Versuchung
LVT Schokolade – Reif zum Essen? LVT Herstellung modifizierter Stärke für die Lebensmittelproduktion
LVT Von der Rübe zum Zucker: Zuckerkristallisation im Labormaßstab
Das Geheimnis der Hopfenblume
PIW-Projekt 2015 TU Berlin | Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmitteltechnologie | Fachgebiet Brauwesen
Projektbeschreibung: Es werden 2 Biere unter Anwendung des Hopfenstopfens („Dry-Hopping“) hergestellt. Die Biere werden anschließend mittels selbst erstellter Verkosterbögen sensorisch bewertet. Projektziele:
• Kennenlernen der prinzipiellen Prozessschritte bei der Bierbereitung • Kennenlernen sensorischer Verfahren zur Bierbeurteilung
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Zeitlicher Ablauf
Datum Tätigkeiten
12.01.2015 • Bierherstellung, Gruppe 1 • Erste Hopfenbonitierung und Bierverkostung, Gruppe 2
13.01.2015 • Bierherstellung, Gruppe 2 • Erste Hopfenbonitierung und Bierverkostung, Gruppe 1
14.01.2015 • Recherche Sensorik, Verkostungspaneel • Erstellen Bonitierungsbogen und Verkostungsbogen • Einführung Lorberg-Bibliothek
15.01.2015 • Verkostung, Bonitierung, Auswertung der Ergebnisse • Poster, Präsentation, etc. erstellen
16.01.2015 • Probepräsentation, Posterpräsentation
Herstellung von Convenience Produkten aus Kartoffeln
• Convenience-Produkte – Anforderungen, gesetzliche Regelungen und Marktanalyse
• Rohstoff Kartoffel
• Produktentwicklung – Notwendige Prozessschritte zur Produktion
• Erstellen und Bewerten eines Prozesskonzeptes zur Herstellung von Pommes frites
• Qualitätssicherung und sensorische Analyse der Produkte
• Acrylamid-Problematik
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Grundlagen und Anwendung der Proteinvernetzung zur Herstellung von Lebensmitteln
• Proteine - nutritive und funktionelle Eigenschaften
• Ausbildung von Proteinnetzwerken am Beispiel von Modellsystemen
• Rohstoffe Milch/ Sojabohnen
• Produktentwicklung – Notwendige Prozessschritte zur Produktion
• Erstellen und Bewerten eines Prozesskonzeptes zur Herstellung von Käse und Tofu • Qualitätssicherung und sensorische Analyse der Produkte
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Vom Korn zum Brot Projektinhalt
• Darstellung des Weges und des Technologieablaufes vom Nahrungsgetreide über das Mahlen, Einteigen bis zum Ausbacken
• klassische Mühlen- und Bäckereitechnolgie in der institutseigenen Bäckerei, Verkostung, Backfehler usw.
• Spezialgebäcke
Kontakt: Dr. Reinhard Blochwitz ([email protected])
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„Süß“waren mal anders Projektinhalt
• Bewertung von unterschiedlichen Geliermitteln zur Herstellung von Geleegummiwaren
• Sensorische Bewertung von Geleegummiwaren Projektziele
• Erstellung einer Marktanalyse • Entwicklung einer Geleegummiwarenrezeptur • Sensorische Bewertung von selbst hergestellten Geleegummiwaren im
Vergleich zu handelsüblichen Produkten • Entwicklung einer unkonventionellen Geleegummiware
Kontakt:
Adrian Kape ([email protected]
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Projektinhalt • Herstellung mehrerer Fruchtsaftgetränke mit verschiedenen
Aromatisierungen und Grundstoffen • Sensorische Bewertung der Säfte
Projektziele
• Erstellung einer Marktanalyse • Entwicklung verschiedener Getränkerezepturen • Sensorische Bewertung der selbst hergestellten Getränke im
Vergleich mit kommerziellen Produkten
Kontakt: Christina Linke ([email protected])
Frucht, fruchtig, fruchtiger – Alles Saft, oder was?
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Schokolade: composite Material (disperses System) disperse Phasen Kakao- und Zuckerpartikeln Kakaobutter als kontinuierlichen Phase Kristallisation: polymorphen Eigenschaften der Kakaobutter Schokolade unter gewissen ungünstigen Bedingungen matt und gräulich - Reif Ist sie dann noch essbar? Was ist für diese Graufärbung verantwortlich? • Theoretische Grundlagen der Schokoladenanalytik • Intro DSC-Analytik und Kristallstrukturen • praktischer Erfahrungen Schokolade, Herstellung gefüllte Pralinen • Schulung sensorischer Fähigkeiten
Max. 8 Studierende
Schokolade – Reif zum Genießen?
Ansprechpartnerin: Alexandra Wendt
[email protected] Tel. 030 314-71109
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Stärke Amylose und Amylopektin
„weiche“ und „harte„ Schichten Modifizierung: Spaltung der Polymerketten durch Säurehydrolyse in „weichen“ Bereichen
1 10 1000.0
0.5
1.0
1.5
2.0 Wheat starch, native 0.36 N, 4 h 0.36 N, 24 h 0.72 N, 4 h 0.72 N, 24 h
Shea
r visc
osity
[Pa·
s]
Shear rate [s-1]
Daraus folgt: Reduzierung Molmasse und Kleisterviskosität aber Erhalt der Kornstruktur
Stärkekörner + Wasser + hohe
Temperatur
Stärkekleister
Stärkemodifizierung: Dünnkochende Stärke
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Von der Rübe zum Zucker Zuckerkristallisation im Labormaßstab
Dipl.-Ing. Karl Schlumbach Technische Universität Berlin Lebensmittelverfahrenstechnik Phone:+49 (0) 30 314-27516
E-Mail: [email protected]
• Erarbeitung der einzelnen Prozessschritte bei der Kristallzuckerherstellung aus Zuckerrüben • Einblick in die Geschichte der Zuckerherstellung und die Zuckermarktordnung • Gewinnen von praktischen Einblicken in die Produktion von Zucker:
• Kristallisation Herstellen von Zucker mit unterschiedlicher Qualität • Zentrifugation und Trocknung
• Herstellen von buntem Zucker • Kennenlernen der Qualitätskriterien und Durchführung der zuckeranalytischen Messverfahren • Qualitative Beurteilung
• Rübenzuckers • Vergleich zum Rohzucker
Darstellen des Versuchs, • Prozesses und Ergebnisse • Präsentation, Poster, Bericht
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Die Technologie hinter der süßen Versuchung Projektinhalt
• Herstellung von Bonbons im Labormaßstab • Analytische Bewertung von Bonbonqualität (DSC, Polarimeter) • Sensorische Bewertung von Himbeerbonbons
Projektziele • Kennenlernen der benötigten Technologien zur Herstellung von
Bonbons, sowie Analytik zur Qualitätsbestimmung • Sensorische Bewertung von selbst hergestellten Bonbons im Vergleich
zu handelsüblichen Produkten
Kontakt: Ruth Fellner ([email protected]) Michaela Häupler ([email protected])
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Ende Willkommen am Institut Viel Erfolg in den ersten Semestern Viel Spaß beim PIW Wir freuen uns auf Sie
PIW WS 2013/14 E. Flöter | WS13 VL1 Seite 35