Forschung

Die „wirtschaftlich motivierte Verfälschung“ (economically motivated adulteration, EMA) durch Zusatz eines lebensmittelfremden (exogenen) oder eines im Lebensmittel bereits enthaltenen (endogenen) Stoffes zur Vortäuschung einer besseren Qualität oder zur ´Streckung´ eines Lebensmittels bedeutet seit Jahren eine ständig zunehmende Herausforderung für die Lebensmittelanalytik. Dabei erfordert die Vielzahl verschiedener Möglichkeiten der Verfälschung (bedingt durch den verstärkten Einsatz neuer Herstellungsverfahren und Technologien) eine Reihe von immer aufwändigeren analytischen Verfahren aus den verschiedensten Fachgebieten. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen daher chromatographische (UHPLC) Methoden zur Verfälschungskontrolle weiterentwickelt und optimiert werden (z.B. durch Optimierung der Auftrennung der Analyten, Erhöhung der Peakkapazität, Verringerung der Analysendauer bzw. -kosten, Senkung der Nachweisgrenzen sowie der Bestimmungsgrenzen). Ziel der Arbeit ist die weitere Verbesserung der UHPLC-Analytik von B-Vitaminen (B1, B2, B6, B12), von Aminosäuren und biogenen Aminen bzw. Polyaminen (z.B. Spermidin), und auch von Muttermilchproteinen, wobei alle drei verfügbaren LC-Systeme (UPLC, H-Class, Alliance) sowie z.T. neue Säulensysteme (PREMIER von Fa. Waters) zum Einsatz kommen werden. Die erhaltenen Forschungserkenntnisse sollen in geeigneten wissenschaftlichen Journalen veröffentlicht werden, um Konsument*innen in Zukunft noch effizienter vor Irreführung, Täuschung und Lebensmittelbetrug bewahren zu können.

Die Umgestaltung unseres Lebensmittelsystems in Richtung Nachhaltigkeit ist ein wichtiger Ausgangspunkt für die Erreichung des Pariser Abkommens und der Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) der Vereinten Nationen. Da die Verwendung von tierischen Inhaltsstoffen und Lebensmitteln zu den globalen Umweltproblemen beiträgt, ist die Wende hin zu alternativen Proteinquellen ein wichtiger Hebel zur Erreichung dieser globalen Vereinbarungen. Die Proteinwende beschreibt diesen Wechsel von tierischen Proteinquellen hin zu alternativen Proteinquellen wie pflanzlichen oder präzisionsfermentierten Proteinen. Insbesondere die Präzisionsfermentation bietet vielversprechende Lösungen für die Herausforderung, Proteine nachhaltig, effizient und mit geringeren Umweltauswirkungen, aber gleichzeitig mit spezifischer Funktionalität zu produzieren. Milch und ihre Proteine stehen im Fokus der Forschung und wirtschaftlichen Aktivitäten im Bereich der Präzisionsfermentation, insbesondere Käse als wichtiger Anwendungsbereich für diese Proteine. Ein großes Hindernis bei der Entwicklung innovativer Lebensmittelprodukte aus präzisionsfermentierten Milchproteinen ist ein mangelndes Verständnis der Beziehung zwischen Lebensmittelstruktur und -textur. Konkret besteht eine große wissenschaftliche Lücke im Verständnis, wie sich die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Emulsionsgrenzflächen und deren Struktur auf die Textur von Lebensmitteln auswirken. Das mangelnde Verständnis dieses Zusammenhangs führt auf mehreren Ebenen zu Schwierigkeiten, insbesondere bei der Anwendung und Verwendung von Proteinen, die durch Präzisionsfermentation hergestellt werden. Milchproteine werden häufig als funktionelle Zutaten in Lebensmitteln verwendet und spielen eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung der endgültigen Textur, Struktur und anderer sensorischer Eigenschaften des Lebensmittels. Die physikochemischen Eigenschaften der Öl-Wasser-Interphase können jedoch das Verhalten und die Leistung dieser Proteine in Lebensmittelsystemen beeinflussen. Ohne ein klares Verständnis dieses Zusammenhangs kann es schwierig sein, vorherzusagen, wie sich Milchproteine in verschiedenen Lebensmittelanwendungen verhalten werden, was zu uneinheitlichen oder suboptimalen Ergebnissen führen kann.

Buttersäure bildende Clostridien können sich im Rahmen von Fehlgärungen während der Silagefermentation vermehren. Als Kontaminanten gelangen Clostridien mit der Silage in die Stallumbegung und während des Melkens in die Rohmilch. In weiterer Folge führt dies zu schweren Qualitätsmängeln in Milchprodukten, insbesondere zu unerwünschter Gasbildung während der Hartkäsereifung. Monitoring der Silagequalität hinsichtlich Clostridienkontamination ist daher von großer Bedeutung, um den Eintrag von Clostridien in die Käseproduktion zu vermeiden. Im Zuge des Projekts soll eine molekularbiologische Nachweismethode für Clostridien entwickelt werden, die langfristig in der Qualitätskontrolle von Silage eingesetzt werden soll.