Forschung

Forschung im Bereich der ökologischen Lebensmittelqualität

Ökologische Lebensmittel werden auf der Grundlage der EU-Verordnungen 834/2007 und 889/2008 erzeugt, verarbeitet und gehandelt. Daneben gibt es eine Reihe u.a. nationaler Verbände, die die Produktion dieser Lebensmittel noch restriktiver vorschreiben (vgl. Demeter, Bioland, Naturland etc.). Während die landwirtschaftliche Erzeugung relativ detailliert geregelt ist, fehlen noch konkrete Vorgaben an die Verarbeitung. Daher ist es eine Aufgabe der Arbeitsgruppe, die Auswirkung verschiedener Verarbeitungstechnologien auf die Lebensmittelqualität zu untersuchen. Dies ist der anwendungsorientierte Teil der Forschungsarbeiten.

Die Regelungen zur Produktion ökologischer Lebensmittel sind prozessbezogen, d.h. sie beschreiben den Produktionsprozess, nicht die Vorgaben an die Produktqualität selbst. Da die Konsumenten ökologischer Lebensmittel erwarten, dass neben dem Produktionsprozess, auch die ökologischen Lebensmittel anders als herkömmliche (konventionelle) Lebensmittel sind, bedarf es Methoden, die das erwartete Besondere dieser Lebensmittel auch am Produkt selbst zeigen können. Dafür entwickelt und testet die Arbeitsgruppe analytische und ganzheitliche Labormethoden.

Von 2002 bis 2010 wurden in der Arbeitsgruppe selbst (vgl. u.a. Werries 2007, Roose 2008) sowie in Zusammenarbeit mit anderen Forschungsinstituten (u.a. Technische Universität München, Max Rubner Institut Karlsruhe, INRAN Rom/Italien) Methoden zur Bestimmung sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe getestet. Die Ergebnisse wurden und werden in einer Reihe verschiedener Artikel publiziert. Die Arbeitsgruppe verfolgt diesen Ansatz z.Zt. nicht weiter, da Faktoren wie z.B. die nicht geregelte Sorte oder das Klima einen größeren Einfluss auf den Gehalt sekundärer Pflanzenstoffe zu haben scheinen, als die in der Öko-VO geregelten Faktoren (N-Düngung, Verzicht auf Pestizide etc.).

Seit 2002 werden in der Arbeitsgruppe sog. ganzheitliche Methoden entwickelt und für verschiedene Fragestellungen getestet . Mit ganzheitlich versteht die Arbeitsgruppe einen Ansatz, der eine über die Einzelstoffe hinausgehende Antwort ermöglicht (z.B. pattern formation, self-organization). Diese Arbeiten werden in der Arbeitsgruppe selbst vorgenommen (Biokristallisation, Steigbild, vgl. Zalecka 2006, Meelursarn 2007, Szulc 2008) oder in Zusammenarbeit mit anderen Forschungsinstituten (u.a. Fluoreszenz-Anregungs-Spektroskopie KWALIS Fulda, Spectralys Paris/Frankreich) durchgeführt. Die Methode der Biokristallisation steht dabei im Mittelpunkt der Arbeiten, weil sie nach Meinung der Arbeitsgruppe das größte Entwicklungspotenzial für die verschiedenen Lebensmittel und Fragestellungen bietet (z.B. Als Summenparameter).

Bei der Biokristallisation handelt es sich um die Einwirkungen einer Probe (das Lebensmittel) auf das Kristallwachstum von Kupferchlorid (vgl. Busschet et al. 2010a). Dabei entstehen Kristallmuster, die entsprechend ausgewertet werden können. Die Methode wurde hinsichtlich der Laborprozesse und der Kristallisation dokumentiert, eine visuelle und eine computergestützte Bildauswertung entwickelt und anschließend für eine Reihe von Lebensmitteln standardisiert. Proben aus unterschiedlicher Herkunft konnten statistisch signifikant anhand von Bildmerkmalen unterschieden werden (vgl. hierzu die Publikationslisten). Neben Grundlagenuntersuchungen zum Methodenprinzip und zur Optimierung der Auswertung, wird die Methode in verschiedenen Forschungsprojekten eingesetzt.


Abgeschlossene Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe ökologische Lebensmittelqualität

    1. Gemeinsames Projekt " Water resource management in dry zonal paddy cultivation in Mahaweli River Basin, Sri Lanka: Analysis on spatial and temporal climate changes in scalar (re)configuration " mit der Abteilung für Archäologie und Kulturmanagement an der Universität Rajarata, Sri Lanka. Die erste Phase der Forschungsergebnisse präsentiert auf der International Food System Symposium 2013 an der Yale University, USA. Das Mitglied des Forschungsteams sind Prof. Angelika Ploeger und Sisira S. Withanachchi (Institut für Ökologische Lebensmittelqualität und Ernährungskultur, Universität Kassel, Deutschland), Sören Köpke (Institut für Sozialwissenschaften, Technische Universität Braunschweig, Deutschland), Chandana R. Withanachchi der Abteilung für Archäologie und Kulturmanagement an der Universität Rajarata, Sri Lanka) und Ruwan Pathiranage (Eco-collective Research Association, Sri Lanka). Die endgültigen Ergebnisse werden nun wissenschaftlichen Zeitschriften die Veröffentlichung vorgelegt. 
    2. Verbundprojekt: "Ganzheitliche Untersuchungsmethoden zur Erfassung und Prüfung der Qualität ökologischer Lebensmittel: Stand der Entwicklung und Validierung" (BMVEL, Bundesprogramm Ökologischer Landbau, Projekt-Nr. 02OE170)
    3. Vergleichende Untersuchungen zum Einsatz der elektrochemischen Parameter zur Trennung von Produkten aus unterschiedlichen Anbau- und Herstellungsverfahren
      (Eigenmittel)
    4. Verbundprojekt: "Validation and standardisation of the biocrystallisation method: development of a complementary test to asses qualitative features of agriculture and food products"
      (finanziert von Stiftungen und Wirtschaftspartnern)
    5. Validierung der Steigbildmethode für den Nachweis der Qualität von Lebensmitteln (Stiftungen)
    6. Effects of microwave heating on food quality and human health (Mitarbeit)
    7. Entwicklung der Biokristallisation für die Unterscheidung von Proben mittels computerunterstützter Texturanalyse und visueller Bildauswertung (Mitarbeit)
    8. Optimierung der Kupferchloridkristallisation mit Texturanalyse für die Differenzierung und Klassifizierung von Produkten aus ökologischem Anbau (Weizen und Möhre) unter besonderer Berücksichtigung der Züchter (Software AG Stiftung)
    9. Differenzierung und Klassifizierung von Öko-Produkten mittels validierter analytischer und ganzheitlicher Methoden
      (BMVEL, Bundesprogramm Ökologischer Landbau, Projekt-Nr. 02OE170/F)
    10. Charakterisierung von Produkten unterschiedlicher Anbausysteme anhand sekundärer Pflanzenstoffe
    11. Assessment of processing technologies which may improve the nutritional composition of dairy products (EU QLIF WP 5.1 und 5.3; Publikationen; QLIF Suprojekte, Poster: Subprojekt 1, Subprojekt 2, Subprojekt 3, Subprojekt 4, Subprojekt 5, Subprojekt 6, Subprojekt 7)
    12. Quality analysis of critical control points within the whole food chain and their impact on food quality, safety and health (QACCP) (EU-CORE-ORGANIC)
    13. Untersuchung der Einflussgrößen der Biokristallisation als Voraussetzung für die Übertragbarkeit der Kammer und Prozeduren in andere Laboratorien und zur Reduzierung der Variation durch die Kammer und die Orte (Software AG Stiftung)


      Forschung im Bereich Ernährungskultur

      Leitgedanken zur Ernährungskultur

      "In einer nachhaltigen Ernährungskultur ist der Mensch bei seiner Ernährung neben der Befriedigung der physiologischen Bedürfnisse auch seiner ökologischen und seiner sozialen Verantwortung bei der Wahl, Zubereitung und dem Genuss von Lebensmitteln bewusst. Nachhaltige Ernährungskultur verbindet Nützliches mit Ästhetischem und sinnlich Erfassbarem, in der Landschaft und auf dem Teller" (Meier-Ploeger, 2001:36)

      Forschung im Bereich Ernährungskultur und Ernährungsökologie

      • Weiterentwicklung und Etablierung adäquater Forschungsmethoden für den Bereich
      • Analyse ernährungskultureller Praktiken und Phänomene entlang der Lebensmittelkette
      • Analyse aktueller Angebote an Kinder- und Jugendverpflegung
      • Lebensstile - Ernährungsstile - Naturverständnis
      • Entwicklung und Erprobung von Bildungskonzepten zur Förderung einer nachhaltigen Ernährungskultur (für Kinder, Jugendliche und Erwachsene)
      • Biodiversität und Ernährungskultur

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      Meier-Ploeger, Angelika (2001): Ökologische Lebensmittelqualität und Ernährungskultur. In: Ökologie & Landbau 117 (1),35-37

       

       

       


      Forschung im Bereich Sensorik

      "Sensorik ist die Wissenschaft vom Einsatz menschlicher Sinnesorgane zu Prüf- und Messzwecken." (Definition nach DIN 10950-1).

      Durch den Einsatz wissenschaftlicher Methoden, wie die verschiedenen Formen der Profilprüfung, lassen sich Produkteigenschaften und deren Intensität objektiv mit den menschlichen Sinnen bestimmen. Anhand eines geschulten Prüferpanels werden hierbei Aussehen, Geruch und Geschmack sowie Textur und Mundgefühl eines Lebensmittels identifiziert, beschrieben und die Ausprägungen der Eigenschaften quantifiziert.

      Unterschiedliche sensorische Qualitäten zeigen sich im Produktprofil, das Eigenschaften und deren jeweilige Intensität innerhalb der Testprodukte aufzeigt.

       Die Arbeitsgruppe Sensorik führt Analysen zur Bestimmung bzw. Differenzierung der sensorischen Qualität in folgenden Bereichen durch:

      • Differenzierung und Klassifizierung von Öko-Produkten mittels sensorischer
        Methoden (im Rahmen des BMELV-Bundesprogramm Ökologischer Landbau,
        abgeschlossenes Projekt-Nr. 02OE170/F)

      • Untersuchungen im Rahmen des CORE Organic Projektes QACCP

      Aktuelle Forschung im Bereich der Sensorik

      • „Qualitätserfassung von handwerklich hergestelltem Käse aus Rohmilch und 
        pasteurisierter Milch im Jahresverlauf“