< Previous10 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2021 | 03 F o r s c h u n g Elektronische Nase unterscheidet Minzdüfte Interdisziplinäre Forschungsgruppe des KIT entwickelt und erprobt künstliche Geruchserfassung durch Sensoren auf Basis neuartiger Materialkombinationen In der Natur locken pflanzliche Duftstoffe beispielsweise In- sekten an. Aber auch in der In- dustrie werden sie genutzt, etwa beim Herstellen von Par- fums und Aromen. Um spezi- ell die Duftstoffe der Minze zuverlässig, schnell und objektiv zu unterscheiden, haben Forschende des Karlsruher Ins- tituts für Technologie (KIT) in einer in- terdisziplinären Zusammenarbeit eine elektronische Nase mit einem künstli- chen Geruchssinn entwickelt: Mit hoher Präzision kann sie unterschiedliche Minzarten erkennen – damit eignet sie sich für Anwendungen von der pharma- zeutischen Qualitätskontrolle bis hin zur Beobachtung von Minzöl als umwelt- freundlichem Bioherbizid. „Bislang kennt die Forschung schät- zungsweise 100 000 unterschiedliche biologische Verbindungen, über die be- nachbarte Pflanzen miteinander inter- agieren oder andere Organismen wie Insekten steuern“, sagt Professor Peter Nick vom Botanischen Institut des KIT. „Diese Verbindungen sind bei Pflanzen der gleichen Gattung sehr ähnlich.“ Ein klassisches Beispiel in der Pflanzenwelt sei die Minze, bei der die verschiedenen Sorten mit sehr artspezifischen Duftstof- fen ausgestattet seien. Insbesondere die industrielle Überwachung von Minzöl unterliege zum Vermeiden von Fäl- schungen einer strengen gesetzlichen Regelung, sei zeitaufwendig und erfor- dere viel Geschick, so der Wissenschaft- ler. Unterstützen soll dabei eine neue elektronische Nase auf Basis von Sen- soren mit kombinierten Materialien, die Forschende vom Botanischen Institut, vom Institut für Funktionale Grenzflä- chen (IFG), vom Institut für Mikrostruk- turtechnik (IMT) und vom Lichttechni- schen Institut (LTI) des KIT gemeinsam entwickelt und bereits mit sechs unter- schiedlichen Minzarten erprobt haben. Elektronische Nase nach biologischem Vorbild Bei der Entwicklung der elektronischen Nase orientiert sich das gesamte For- schungsteam so weit wie möglich am biologischen Vorbild: Die Geruchszellen, die beim Menschen Informationen über elektrische Impulse ans Gehirn geben, er- setzen sie durch insgesamt zwölf speziel- le Sensoren (Quartz Crystal Microbalan- ce-, kurz QCM-Sensoren). Diese bestehen aus zwei Elektroden mit einem Quarz- kristall. Solche Bauteile sind beispiels- weise auch in Mobiltelefonen verbaut, da sie kostengünstig eine hohe Genau- igkeit der Mobilfunkfrequenzen garan- tieren. „Die Duftstoffe der Minze lagern sich auf der Oberfläche der Sensoren ab. Dadurch ändert sich deren Resonanzfre- quenz, und wir erhalten eine Reaktion auf den jeweiligen Duft“, erläutert Professor Christof Wöll vom IFG. Duftstoffe beste- hen aus organischen Molekülen in unter- schiedlicher Zusammensetzung. Damit die neuen Sensoren diese aufnehmen können, haben die Forschenden vom IFG zwölf spezielle Sensormaterialien, unter anderem die am IFG entwickelten Me- tall-Organischen Gerüststrukturen (engl. Metal-Organic Frameworks, kurz MOFs), verwendet. „Diese Materialien sind hoch- porös und für Sensor-Anwendungen Die Kombination von Sensoren und Materialien ermöglicht den künstlichen Geruchssinn. Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT11 besonders gut geeignet, weil sie wie ein Schwamm viele Mo- leküle aufnehmen können“, so Wöll. „Durch die Kombination der Sensoren mit den unterschiedlichen Materialien verschal- ten wir quasi ein neuronales Netzwerk.“ Training mit sechs Minzarten durch Maschinelles Lernen Die elektronische Nase haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit sechs verschiedenen Minzarten ge- testet – darunter klassische Pfefferminze, Pferdeminze und Katzenminze. „Mit unterschiedlichen Methoden des Ma- schinellen Lernens trainieren wir die Sensoren so, dass sie aus den gesammelten Daten den Fingerabdruck des jewei- ligen Dufts erstellen und so die Düfte voneinander unter- scheiden können“, erläutert Wöll. Nach jeder Duftstoff-Probe werde die Nase etwa eine halbe Stunde lang mit Kohlendi- oxid (CO 2) durchgespült, damit die Sensoren regenerieren. Die Ergebnisse des interdisziplinären Forschungsteams haben gezeigt, dass die elektronische Nase mit QCM-Senso- ren Minzdüfte mit hoher Spezifität einer Art zuordnen kann. Zusätzlich sei sie eine benutzerfreundliche, zuverlässige und kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Methoden wie Massenspektrometrie, sagt der Wissenschaftler. Für die Weiterentwicklung stehen Sensoren im Fokus, die schneller regenerieren und dann erneut Gerüche aufnehmen können. Weiterhin konzentrieren sich die Forschenden vom IFG auf MOF-Materialien, um diese für andere Anwendungsberei- che wie beispielsweise für die künstliche Geruchserfassung in der medizinischen Diagnostik auszugestalten. Originalpublikation Salih Okur, Mohammed Sarheed, Robert Huber, Zejun Zhang, Lars Heinke, Adnan Kanbar, Christof Wöll, Peter Nick, Ulrich Lemmer: Identification of Mint Scents Using a QCM Based E-Nose. Chemosensors, 202. 10.3390/ chemosensors9020031. https://www.preprints.org/ manuscript/202012.0791/v1 | AT12-20G | www.beckhoff.com/xplanar XPlanar eröffnet neue Freiheitsgrade im Produkthandling: Frei schwebende Planarmover bewegen sich über individuell angeordneten Planarkacheln auf beliebig programmierbaren Fahrwegen. Individueller 2D-Transport mit bis zu 2 m/s Bearbeitung mit bis zu 6 Freiheitsgraden Transport und Bearbeitung in einem System Verschleißfrei, hygienisch und leicht zu reinigen Beliebiger Systemaufbau durch freie Anordnung der Planarkacheln Multi-Mover-Control für paralleles und individuelles Produkthandling Voll integriert in das leistungsfähige PC-basierte Beckhoff-Steuerungs- system (TwinCAT, PLC IEC 61131, Motion, Measurement, Machine Learning, Vision, Communication, HMI) Branchenübergreifend einsetzbar: Montage, Lebensmittel, Pharma, Labor, Entertainment, … Freie 2D-Produktbewegung mit bis zu 6 Freiheitsgraden : Schwebend, kontaktlos, intelligent! Dynamisch mit bis zu 2 m/s Skalierbare Nutzlast kg Schwebende Planarmover Individueller Produkttransport Beliebiges Anlagenlayout 6D Bewegung12 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2021 | 03 Die Gehalte an Feuchte bzw. Feststoff sowie Fett sind wichtige Kontroll- parameter bei der Qua- litätskontrolle laufender Lebensmittelproduk- tionen und der Eingangskontrolle von Rohstoffen. Problematisch ist jedoch die Zeitintensität der Analyse, da das Er- gebnis häufig erst Stunden später nach Analysenbeginn vorliegt und somit ein schnelles Eingreifen in die laufende Pro- duktion verhindert. Hier stellt der Fett- analysator Oracle als Mikrowellen- und NMR-Verbundgerät eine schnelle, uni- verselle, lösungsmittelfreie und kalib- rationsfreie Technologie bei präzisen Ergebnissen dar. Das Oracle kann zur Feuchte- und Fettbestimmung bei allen Lebensmitteln eingesetzt werden. Von vegetarischen Schnitzen bis zu Ravioli ist die Bandbreite gegeben. Das Oracle wurde als Fettanalysa- tor für den universellen Einsatz bei un- terschiedlichsten Proben entwickelt. Hier müssen keine umfangreichen c o v e r s t o r y Neue Labormethode: Schnelle und ein- fache Messung des Feuchte- und Fettge- haltes von komplexen Lebensmittelproben Die Autoren stellen eine neue Labormethode vor, die das ideale Zusammenspiel von Probenvorbereitung inkl. Zerkleinern und Homogenisieren mit geeigneten Labormühlen für die Fettanalytik beschreibt. Gerade heterogene Lebensmittel mit Füllungen wie z. B. Kartoffeltaschen mit Frischkäse, Frühlingsrollen mit Gemüse und Fleisch, vegetarische Schnitzel mit Panade, Tortellini mit Fleischfüllung, Speck mit Fettkante und magerem Fleisch, Mettwürstchen mit Pfefferkörnchen und Fettkügelchen sowie Pizza mit unterschiedlichen Belägen stellen hohe Anforderungen an die Zerkleinerung und Homogenisierung der Proben. Die Präzision und Richtigkeit der Fettgehalte steht in direktem Zusammenhang zur vorgeschalteten Probenvorbereitung. produktspezifischen Kalibrierungen für unterschiedlichste Rezepturen durchge- führt werden. Direkt nach der Installati- on ist das Oracle für die Routine einsatz- fähig! Es hat niemals ein vergleichbares System auf der Welt gegeben, was derart vielseitig, kalibrationsfrei, lösemittelfrei, schnell und präzise den Feuchte- und Fettgehalt aller Lebensmittel bestimmt. Komplexe Proben wie z. B. vegetarische Schnitzel, Tortellini, gefüllte Ravioli, ge- füllten Kartoffeltaschen, Speck, Mett- wurst, Frühlingsrollen und Pizza sind sehr heterogen aufgebaut und bedürfen vor der Analyse einer effektiven Zerklei- nerung und Homogenisierung. Homogenisierung von Proben mit hohem Fettanteil Retsch bietet die Messermühlen Grin- domix GM 200 oder GM 300 für die Ho- mogenisierung von lebensmittelproben mit hohem Fett- oder Ölanteil (Abbil- dung 1). Diese Mühlen homogenisieren die Proben durch Schneideffekte. Der Feinheitsgrad wird dabei durch die va- riable Geschwindigkeit bestimmt. Der Mahlvorgang kann sogar in einer flüssi- gen Phase, z.B. Extraktionsmedium, er- folgen. Daher kann ein Probenverlust beim Übertragen der homogenisierten Probe in einen Extraktionsbehälter wei- testgehend minimiert werden. Die GM 300 zerkleinert Probenvolumina bis 4,5 l und ist daher die einzige Mühle, die eine 13Lebensmittel-&Biotechnologie | 2021 | 03 Nach der erfolgreichen Probenzerkleinerung und Homogenisierung werden die unterschiedlichen Lebensmittelprodukte auf ihren Feuchte- und Fettgehalt hin untersucht. Der Arbeitsablauf besteht nur aus 3 Schritten: 1. Trocknung der Probe im Mikrowel- lentrockner Smart 6 um das gesam- te Wasser innerhalb von 2 - 3 Minuten auszutreiben. 2. Überführen der getrockneten Probe ins NMR Kernresonanzspektrometer (Oracle-Modul). 3. Fettmessung innerhalb von 30 Sekun- den im Oracle Modul. Die gesamte Bedienung der Trock- nungswaage und des Oracle Moduls erfolgt über einen Touch Screen. Die Software wurde so konzipiert, dass sie menügeführte Arbeitsanweisungen analog zur Bedienung von SmartPhones vermittelt. Komplizierte Spektren wie z. B. die Fettsignale werden von der Soft- ware direkt ausgewertet und der Anwen- der bekommt das Ergebnis zu sehen. Ein PC wurde in das Oracle System so inte- griert, damit auch angelerntes Personal ohne lange Schulung, also nach maxi- mal 15 min. die Analysen selbstständig durchführen kann! Wie funktioniert die Kombination der Feuchte- & Feststoffbestimmung mit anschließender Fettmessung? Die Fettbestimmung von Lebensmit- teln mittels Kernresonanzspektroskopie ist eine zuverlässige Technik, die • allen Proben universell einsetzbar ist, • bei trockenen Proben schon lange eta- bliert ist, • ohne toxische Lösemittel arbeitet, • keine aufwendige und produktspezifi- sche Kalibration erfordert, • sehr schnelle Ergebnisse in weniger als einer Minute liefert • sehr einfach zu bedienen ist. Der Einsatz der NMR-Technologie für die Fettmessung ist nicht neu und wird bereits seit vielen Jahrzehnten für trocke- ne Proben wie Nüsse, Schokolade oder Getreide eingesetzt. Allerdings scheiter- ten frühe Versuche zur Fettanalyse von sehr feuchten Produkten wie Fleisch- und Wurstwaren u. v. m. Der Grund für komplette Pizza in einem Arbeitsschritt homogenisieren kann. Im Rückwärts- lauf trifft die stumpfe Seite der Klingen auf die Probe, wodurch die Probe eher durch Prall statt mit Schneideffekt zer- kleinert wird. Des Weiteren stehen viele Zubehörteile zur Verfügung: verschie- denste Messer und Mahlbehälter-Deckel, Mahlbehälter aus Polypropylen, Polycar- bonat oder rostfreiem Edelstahl. Bis auf die Polypropylen variante können alle Behälter autoklaviert werden. Bei Ver- wendung eines Volumenreduktionsde- ckel kann das Probenvolumen auf 0,25 oder 0,5 l reduziert werden, die Probe wird im Mahlprozess gegen die Klingen gedrückt, was die Vermahlung bei gerin- gen Probenvolumina besonders effektiv macht. Grade bei klebrigen Proben, die über oder unter den rotierenden Klingen an der Innenwand des Mahlbehälters kleben würden, wird somit die Homo- genisierung deutlich erleichtert. Die GM 200 schafft 10.000 min-1, daher ist sie besonders für zähe Proben mit hohem Fettanteil geeignet. Kryogenvermahlung fettiger Lebensmittel Die meisten Proben können bei Raum- temperaturen bis zur Analysenfeinheit vermahlen werden. Fettige und klebri- ge Lebensmittel jedoch (wie Pizza, Käse, Marzipan) können bei Raumtemperatur die Mühle blockieren. Diese Art Proben wird am besten kryogen vermahlen. Eine solche Vermahlung wird in Mes- sermühlen wie mit Trockeneisschnee (festes CO 2 bei -78°C) durchgeführt, die Proben werden durch die Kälte brüchig und kleben nicht mehr. Die Probe wird mit Trockeneisschnee (im Verhältnis 1 zu 2) gemischt, die komplette Mixtur in den Mahlbehälter überführt. Da Plastik- bestanteile des Zubehörs ebenfalls ver- sprödet würden und brechen können, sollte nur Zubehör aus Stahl verwendet werden. Retsch biete sowohl für die GM 200 als auch für die GM 300 Edelstahl- behälter, Ganzmetallmesser und spezi- elle Deckel an, die ein Abgasen des CO 2 ermöglichen. In einer Kryogenvermah- lung kann sogar Schokolade, welche bei Raumtemperatur nur pastenartig aufge- arbeitet werden kann, pulverisiert und vollständig homogenisiert werden. Die GM 200 kann zur besseren Durchmi- schung der Probe mit einem Stahlbehäl- ter mit Sicken ausgestattet werden. diese Fehlschläge war der Störeinfluss des Wassers auf das Fettsignal. Ergo: Vor der Fettbestimmung muss das Wasser aus der Probe ausgetrieben werden. Da aber Trocknungen im Trockenschrank etliche Stunden dauern, scheiterte diese Idee be- reits im Ansatz. Somit war es für CEM als Pionier und Hersteller der Mikrowellen- trockner eine logische Konsequenz, den schnellsten Trockner der Welt, das Smart 6 zur schnellen Probentrocknung inner- halb von 2 min. der Fettmessung vorzu- schalten. Die Mikrowellentrocknung als die schnellste direkte Trocknungsme- thode ist schnell genug für die Prozess- kontrolle und kann ohne Kalibrierauf- wand für unterschiedliche Produkte und Sorten direkt am Produktionsort einge- setzt werden. Als Mikrowellen-Feuchte/Feststoff- Analysensystem kommt das Smart 6 in den verschiedensten Produktionssparten seit Jahrzehnten zum Einsatz. Das Pro- bengut wird dabei auf ein spezielles Pro- benträgermaterial (Glasfaserträger) ge- geben und auf die im Mikrowellengerät eingebaute Waage gelegt. Dabei werden die Wassermoleküle der Probe im ein- gestellten Mikrowellenfeld erwärmt und ausgetrieben, ohne dass die Probe an der Oberfläche verkrustet und somit weiteren Wasseraustrieb verhindert. Über den in- tegrierten Temperatursensor findet eine kontrollierte Erwärmung des Probengu- tes statt, so dass hier die Gefahr einer Zer- setzung (z. B. Karamellisierung bei Koh- lenhydraten) der Probe minimiert ist. Zur exakten Feuchtigkeitsbestimmung ist es nötig, das maßgebliche Mikrowellenfeld gleichmäßig auszubilden und stufenlos zu regeln. Die integrierte Analysenwaa- ge nimmt während des Trocknungspro- zesses ständig das Probengewicht auf und sorgt für die Abschaltung bei Ge- wichtskonstanz – oft schon nach 2 Mi- nuten Messdauer. Insbesondere für Sub- stanzen mit hohem Wassergehalt (bis zu 99,9 %) ist dieses Verfahren dank seiner Bild 2: SMART 6 und der Oracle, CEM GmbH14 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2021 | 03 Schnelligkeit und Messgenauigkeit (Prä- zision von + 0,1 % Trockensubstanz) für die At-line-Prozesskontrolle besonders geeignet. Die so exakt getrocknete Probe wird jetzt ins Oracle Modul, das NMR-Spek- trometer, überführt. Hier wird die Probe in einem Magnetfeld mit Hochfrequen- zenergiepulsen für 8 s ausgesetzt. Die Fettmoleküle geben ein charakteristi- sches Signal, welches die Gerätesoft- ware des Oracle direkt als Fettgehalt um- rechnet und dem Benutzer anzeigt. Diese Fettmessung wird nicht durch Begleit- substanzen wie Zucker, Salz, Aromastof- fe, Geschmacksverstärker, Emulgatoren, Konservierungsmittel... etc. verfälscht. Auch Farbunterschiede der Proben un- tereinander haben keinen Störeinfluss. Damit ist diese Methode universell ein- setzbar. Dazu wurde im Oracle eine uni- verselle Kalibration von unterschied- lichsten Probenarten durchgeführt, die auf Referenzgehalten und Referenzme- thoden basiert. Damit sind die Ergebnisse von unbekannten Proben vergleichbar zu den Ergebnissen der Standardverfahren. Der Homogenisierungsgrad beeinflusst die Standardabweichung der Fettmessung: Beispielproben Lebensmittel sind besonders geeignet, um Abweichungen im Fettgehalt bei ver- schiedenen Homogenisierungsgraden zu zeigen. Da beispielsweise nur wenige Mil- ligramm einer Pizzaprobe für die Analyse verwendet werden, können bei unvollstän- diger Homogenisierung Probenbestanteile selektioniert und überrepräsentiert werden (z.B. Käsereste), was zu nicht korrekten Analysen führen würde. Je besser der Ho- mogenisierungsgrad ist, desto besser und reproduzierbarer ist die Analyse, desto ge- ringer die Standardabweichung. In der Abbildung 3 sind verschiedene Lebens- mittel mit unterschiedlichen Homoge- nisierungsgraden abgebildet. Die grob vermahlenen Proben als auch die fein ver- mahlenen Proben wurden in je fünf Ein- zelmessung auf ihren Fettanteil hin un- tersucht (SMART 6 und Oracle). Für jede Messung wurden 4 g Probe in 2,5 min ge- trocknet und in einer Minute gemessen. Die eigentliche Fettanalyse erfolgt in weni- ger als 10 min. Die berechneten Mittelwerte und Standardabweichungen sind in Abbil- dung 4 zu sehen. Die genauen Mahlproto- kolle sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Tabelle 1: Vergleich der Feuchte- und Fettgehalte vom SMART 6 und Oracle im Vergleich zu den Standardmethoden Trockenschrank und Lösemittelextraktion FeuchteFett ProbeSMART 6 Trocken- schrank DifferenzORACLE Extraktion Differenz Hot Dog52.9753.660.6030.2530.090.15 Rind67.5767.820.3412.081 1 .940.14 Huhn72.6573.050.53 7.95 7.840.11 Schwein70.2370.080.2610.2610.140.12 Fisch66.5667.090.0815.6015.570.03 Gehacktes Meat69.9970.000.1912.8713.040.17 Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Ausgangsprobe Grob vermahlenFein vermahlen Gefülltes vegetarisches Schnitzel Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Wurst mit Fleischstücken Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Speck Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Würstchen Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Tortellini Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Gefüllte Kartoffeln Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Ravioli Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Frühlingsrollen Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Pizza Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade Abbildung 3: Verschiedene Homogenisierungsgrade 15Lebensmittel-&Biotechnologie | 2021 | 03 Tabelle 4: Mühlen, Zubehör und Parameter ProbeOriginal- Größe Mühle & ZubehörParameterEndfeinheit Fleischprodukte 180 g veg. Schnitzel 60 mmGM 200: Mahlbehälter Edelstahl mit Sicken, Standarddeckel, Standardmesser 10 s schneidend, 10000 rpm10 mm 40 s schneidend, 10000 rpm Homogene Paste 200 g Wurst mit Fleisch Dünne Scheinen GM 200: Mahlbehälter PC, Standarddeckel, Standardmesser 5 s schneidend, 10000 rpm10 mm GM 200: Mahlbehälter PC, Volumenreduk- tionsdeckel 500 ml, Standardmesser 20 s schneidend, 10000 rpm Homogene Paste 150 g Speck20 mmGM 200: Mahlbehälter PC, Standarddeckel, Standardmesser 10 s schneidend, 6000 rpm10 mm GM 200: Mahlbehälter PC, Volumenreduk- tionsdeckel 250 ml, Standardmesser 15 s schneidend, 10000 rpmHomogene Paste 400 g Würstchen20 mmGM 300: Mahlbehälter Edelstahl mit Sicken, Standarddeckel, Ganzmetallmesser 15 s schneidend, 4000 rpm5 mm GM 300 mit Trockeneis: Mahlbehälter Edel- stahl, Kryodeckel, Ganzmetallmesser 30 s schneidend, 4000 rpm300 µm Teigprodukte 200 g Tortellini30 mmGM 200: Mahlbehälter PC, Standarddeckel, Standardmesser 5 s schneidend, 10000 rpm8 mm 30 s schneidend, 10000 rpm; Homogene Paste 150 g gefüllte Kartoffeln 50 mmGM 200: Mahlbehälter Edelstahl mit Sicken, Standarddeckel, Standardmesser 20 s schneidend, 4000 rpm Intervall Paste mit max 8 mm Partikeln 40 s schneidend, 10000 rpm Homogene Paste 400 g Ravioli40 mmGM 200: Mahlbehälter PC, Standarddeckel, Standardmesser 5 s schneidend, 10000 rpm8 mm 20 s schneidend, 10000 rpm Homogene Paste 130 g Frühlingsrollen 20 mmGM 200 mit Trockeneis: Mahlbehäl- ter Edelstahl mit Sicken, Kryodeckel, Ganzmetallmesser 20 s schlagend, 40000 rpm3 mm 60 s schneidend, 10000 rpm 400 µm Komplette PizzaIn 5 mm Stücke vorzer- kleinert GM 300: Mahlbehälter Edelstahl, Standard- deckel, Ganzmetallmesser 90 s schneidend, 4000 rpm5 mm GM 300 mit Trockeneis: Mahlbehälter Edel- stahl, Kryodeckel, Ganzmetallmesser 20 s schneidend, 4000 rpm500 µm Fazit Ausreichende Homogenisierung von zäh- klebrigen Lebensmitteln mit geeigneten La- bormühlen ist eine Voraussetzung für repro- duzierbare und repräsentative Analysen. Die Standardabweichung der gemessenen Fettge- halte konnte in den feinvermahlenen Proben um Faktor 10 (im Mittel) reduziert werden. Autoren Dr. Tanja Butt, Retsch GmbH Marktführer Labormühlen und Siebmaschinen Retsch-Allee 1-5, 42781 Haan Tel. + 49 2104 2333 178, www.retsch.com t.butt@retsch.com Ulf Sengutta, Frank Scholten, CEM GmbH Pionier und Marktführer in der Mikrowellen-Labortechnik Carl-Friedrich-Gauß-Str. 9, 47475 Kamp-Lintfort Tel. + 49 28 42 - 96 44 0, www.fett-bestimmung.de ulf.sengutta@cem.com frank.scholten@cem.com chz.at/cem chz.at/retsch Abbildung 4: Mittelwerte der jeweils 5 Einzelproben, der Fettgehalt schwankt in den grob vermahlenen Proben deutlicher als in den fein vermahlenen Proben. 16 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2021 | 03 Lebensmittelverschwendung belastet nicht nur die eige- nen Finanzen, sondern stellt vor allem ein ökologisches und ethisches Problem dar. Tag für Tag wandern hier- zulande große Mengen an Essbarem in den Müll. Dabei ist das trockene Brot, die braune Banane oder das abgelaufene Joghurt meist noch problemlos genieß- bar. Wie achtsam die Österreicher*innen mit Nahrungsmitteln umgehen und wie dringlich das Problem der Lebensmittel- verschwendung empfunden wird, zeigt nun eine aktuelle Umfrage des Online Research Instituts Marketagent gemein- sam mit Too Good To Go. Ergebnis: Beim Großteil der heimischen Bevöl- kerung landen zumindest gelegentlich Lebensmittel oder Speisereste in der Tonne, meist sind diese dann aber be- reits verdorben. Alles in allem liegt es den Österreicher*innen sehr am Herzen, sich gegen Lebensmittelverschwen- dung einzusetzen. Entsprechende Maß- nahmen, um dieser entgegenzuwirken, sind in den heimischen Küchen sowie anhand des Konsumverhaltens der Be- völkerung auch zu beobachten. Dass ein Lebensmittel in der Vorrats- kammer, der Obstschale oder dem Kühl- schrank in Vergessenheit gerät und in mehr schlecht als rechtem Zustand wieder auftaucht, ist wohl in den meis- ten Küchen eine durchaus bekann- te Situation. Allein in Österreich landen Schätzungen zufolge dadurch rund eine Million Tonnen Speisereste pro Jahr im Müll.1 Die Problematik der Lebensmit- telverschwendung ist der Bevölkerung hierzulande auch bewusst. 9 von 10 ver- orten diese vor allem in der Gastrono- mie, doch auch in der Lebensmittelin- dustrie und im privaten Umfeld besteht für 84 Prozent Handlungsbedarf. Und das zurecht, immerhin sind mehr als die Hälfte der entsorgten Nahrungsmit- tel auf Privathaushalte zurückzuführen1. Indes halten nur 56 Prozent das Thema in der Landwirtschaft für problematisch. Dabei werden gerade in Industrielän- dern Gurken, Karotten und Co., die nicht der gewünschten Form und Größe ent- sprechen, oftmals entsorgt. Reif für die Tonne? Wie die Österreicher*innen zuhause mit Lebensmitteln umgehen Ein großer Anteil der Lebensmittelver- schwendung spielt sich in Privathaus- halten ab, wie auch die Umfrageergeb- nisse verdeutlichen. Bei 36 Prozent der Befragten wird mindestens einmal pro Woche Nahrung weggeworfen. Vor allem in den jüngeren Generationen wandern Lebensmittel oftmals zu leicht- fertig in den Müll, erläutert Marketagent- Geschäftsführer Thomas Schwabl. Gut die Hälfte der 14- bis 39-Jährigen ent- sorgt einmal wöchentlich oder häufiger Speisereste bzw. Lebensmittel, bei den 40- bis 59-Jährigen trifft dies hingegen nur noch auf 3 von 10 zu. Am achtsams- ten gehen die 60- bis 75-Jährigen mit Nahrungsmitteln um, nur bei 15 Prozent landet regelmäßig Essbares in der Tonne. Durchschnittlich kommt jeder Haushalt auf 2,6 Lebensmittel, die pro Woche ihr trauriges Ende im Rest- oder Biomüll finden. Speziell die 14- bis 29- Jähri- gen (3,5 Lebensmittel pro Woche), aber L e b e n s m i t t e L v e r s c h w e n d u n g Zu gut für die Tonne So treten die Österreicher*innen dem Problem der Lebensmittelverschwendung entgegen17 Fact Box: • 36,4% werfen mindestens einmal pro Woche Lebensmittel weg. • Durchschnittlich werden wöchent- lich geschätzt 2,6 Lebensmittel pro Haushalt entsorgt • Diese entsprechen einem geschätz- ten Gegenwert von 5,14€. • Obst, Brot, Gemüse, Milch(-produk- te) und Aufstriche landen am häu- figsten im Müll. • Der Hauptgrund dafür: Die Le- bensmittel sind schlecht geworden (81,2%). • Beim Wegwerfen von Nahrung plagt insgesamt 95,0% das schlechte Gewissen. • Mehr als 9 von 10 halten es für wich- tig, Lebensmittelverschwendung in Industrie, Privathaushalten, Gastro- nomie und Landwirtschaft aktiv zu verhindern. • Besonders einfach ist dies laut den Befragten in Privathaushalten um- setzbar (90,0%). • Bereits gesetzte Maßnahmen sind das Einfrieren von Speiseresten sowie ein Konsum trotz überschrit- tenem Mindesthaltbarkeitsdatum. auch die 50- bis 59-Jährigen (3,0 Le- bensmittel pro Woche) gehen hier ver- schwenderischer mit den Ressourcen um. Insgesamt entsprechen die entsorg- ten Speisen einem geschätzten Gegen- wert von 5,14€ pro Woche und Haushalt – im Laufe eines Jahres läppert sich hier dementsprechend eine nicht zu verach- tende Summe zusammen. Was kaum überrascht: Am häufigsten handelt es sich bei den weggeworfenen Lebens- mitteln um rasch verderbliche Speisen, allen voran Obst, gefolgt von Brot bzw. Gebäck, Gemüse, Milch bzw. Milchpro- dukten sowie Aufstrichen. Doch in welchen Situationen sind Le- bensmittel für die heimische Bevölke- rung nur noch ein Fall für die Tonne? Grundsätzlich entsorgt das Gros der Österreicher*innen Nahrungsmit- tel in erster Linie, wenn die Genießbar- keit leidet, entweder weil sie schlecht geworden (81%) oder von Schädlingen befallen sind (53%). Für 4 von 10 reicht schon die Unsicherheit darüber, ob be- reits angebrochene Lebensmittel noch einwandfrei essbar sind, aus, um diese zu entsorgen. Jede*r Fünfte wirft zudem Speisen weg, wenn die Portion zu groß war oder wenn es sich dabei um ein un- erwünschtes Geschenk handelt, das nur höflichkeitshalber angenommen wurde. Für gut die Hälfte ist es ohnehin selbst- verständlich, Produkte auch nach dem Überschreiten des Mindesthaltbarkeitsda- tums in jedem Fall zu konsumieren. Spe- ziell für Frauen sowie die Generation 40+ stellt das angegebene Datum maximal einen groben Richtwert dar, in erster Linie wird aber auf die eigenen Sinne vertraut. „Nein“ zur Lebensmittelverschwendung Doch egal aus welchem Grund ein Le- bensmittel in den Müll wandert, leicht fällt das Wegwerfen kaum jemandem. 95 Prozent fühlen sich schlecht dabei, Nahrung zu entsorgen, wobei Frauen deutlich mehr Gewissensbisse plagen als Männer. Interessanterweise äußern auch die 14- bis 29-Jährigen, die in Bezug auf die Problematik tendenzi- ell unachtsamer agieren, ein beson- ders unwohles Gefühl. Daher überrascht es wenig, dass die Österreicher*innen dem Kampf gegen die Lebensmittelver- schwendung eine hohe Wichtigkeit zu- schreiben. 98 Prozent der Befragten liegt es persönlich am Herzen, der unnötigen Entsorgung von Nahrung in der Lebens- mittel-Industrie entgegenzuwirken, 97% möchten dies in Privathaushalten und 96% in der Gastronomie forcieren. Für 92% sind entsprechende Schritte in der Landwirtschaft relevant. Eine Reduktion der Lebensmittelverschwendung geht jedoch mit einigen Herausforderungen einher und ist nicht in allen Bereichen einfach zu erreichen. Die Gastronomie hat es dabei aus Sicht der Befragten am schwersten: Nur gut die Hälfte der Be- völkerung hält eine merkliche Redukti- on der Abfälle in Restaurants oder Kan- tinen für realistisch, die andere Hälfte verortet hier durchaus große Hürden für die Lokale. Indes gilt eine geringere Le- bensmittelverschwendung in der Indus- trie für 64 Prozent als gut machbar, in Top 5 Gründe, warum Lebensmittel weggeworfen werden Wenn Lebensmittel schlecht geworden sind81,2% Wenn das Lebensmittel von Schädlingen befallen ist53,3% Wenn ich mir nicht sicher bin, ob die Lebensmittel noch genieß- bar sind 40,3% Wenn die Portion zu groß war19,6% Wenn mir jemand Speisen geschenkt/mitgegeben hat19,6% Basis: Schmeißen Lebensmittel weg || Mehrfach Nennung möglich || n=516 der Landwirtschaft für knapp drei Viertel. Besonders einfach umzusetzen ist eine Reduktion der Müllmenge aber im pri- vaten Bereich: Für 9 von 10 wäre es ein Leichtes, weniger Speisen wegzuwer- fen. Viele Österreicher*innen werden zu diesem Zweck auch bereits selbst aktiv und setzen entsprechende Maßnahmen, um gegen die Verschwendung vorzu- gehen – Stichwort „Bewusster Konsum“. Je knapp 7 von 10 frieren Reste ein bzw. essen Lebensmittel auch dann, wenn das Mindesthaltbarkeitsdatum überschritten ist. Um gar nicht erst zuzulassen, dass Nahrung verdirbt, verbrauchen 6 von 10 zuerst die bestehenden Vorräte, bevor Neues nachgekauft wird. Zudem achtet 3 einfache Tipps gegen Lebensmittelverschwendung: • Das sinkende Ei – besonderer Tipp zu Ostern: Gerade zu Ostern werden viele Eier verschwendet, da man nicht sieht, was unter der Schale pas- siert. Rohe Eier können auf ihre Ge- nießbarkeit getestet werden, indem man sie in eine Schüssel mit Wasser legt: Sinken die Eier zum Boden der Schüssel, sind sie noch frisch. Werden sie an die Oberfläche getrie- ben, sollte man sie nicht mehr essen. • Das unperfekte Gemüse und Obst kaufen: Im gekochten Zustand lässt sich eine perfekte Zucchini nicht von einer unperfekten auseinanderhalten. Wer dem unbeliebten Gemüse und Obst den Weg in die Tonne ersparen will, kauft beim Händler des Vertrau- ens die einzigartigsten Formen. • Inventur von Kühlschrank und Vorratsschrank: Schlechte oder feh- lende Planung ist die Hauptursache für Lebensmittelverschwendung in Privathaushalten. Wenige Minuten grobe Planung vor dem Einkauf hilft schon, weniger zu verschwenden. Wenn es schnell gehen soll: einfach ein paar Fotos des Vorrats machen. 18 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2021 | 03 jede*r Zweite darauf, bewusst einzukau- fen. Lebensmittel, die bereits abgelaufen sind bzw. bald ablaufen werden, vor dem Schicksal in der Mülltonne zu retten, ist für 44 Prozent ein wichtiger Beitrag. Um der Lebensmittelverschwendung gemeinsam entgegenzutreten, hat Too Good To Go abschließend drei prakti- sche Tipps gesammelt, die jede*r Einzel- ne ganz einfach umsetzen kann: Studiensteckbrief: • Methode: CAWI | Marketagent Online Access • Instrument: Online-Interviews über die Marketagent reSEARCH Plattform • Erhebungszeitraum: 29.01.2021 – 03.02.2021 • Sample-Größe: n = 550 Netto-Interviews • Kernzielgruppe: Personen im Alter zwischen 14 und 75 Jahren | Inzidenz: 100% • Quotensteuerung: Sample repräsenta- tiv für die österreichische Bevölkerung 1 „Frisch verfault“ - Lebensmittelver- schwendung in Österreich: https:// www.wwf.at/de/frisch-verfault About Too Good To Go Too Good To Go ist die weltweit größte App gegen Lebensmittelverschwendung. Die App ermöglicht es Betrieben wie Bäckereien, Restaurants, Cafés, Hotels und Supermärkten, ihr überschüssiges Essen zu einem vergünstigten Preis an Selbst- abholerinnen und Selbstabholer zu verkaufen. Too Good To Go bietet so eine nachhaltige Lösung, von der Partnerbetriebe, Konsumentinnen und Konsumen- ten und die Umwelt profitieren: ausgezeichnetes Essen für die Kundschaft, we- niger Verschwendung für die Betriebe und Ressourcenschonung für die Umwelt. In Österreich retten so bereits über 1.400 Partnerbetriebe und mehr als 500.000 Nutzerinnen und Nutzern täglich überschüssiges Essen vor der Verschwendung. www.toogoodtogo.at About Marketagent Marketagent sieht sich gleichermaßen als Pionier und Innovationsführer der di- gitalen Markt- und Meinungsforschung in Österreich. Mit einem Fokus auf quan- titative und qualitative Consumer Research Projekte realisiert Marketagent jähr- lich über 1.300 Studien an den Standorten Baden, Wien, Maribor und Zürich. Das Herzstück unseres Instrumentariums ist ein mehr als 2.200.000 Personen umfas- sendes Online-Panel, welches im Januar 2010 als erster Access Pool der D-A-CH- Region ISO-zertifiziert und im März 2020 nach der aktuellsten ISO Norm 20252 rezertifiziert wurde. Zu unseren Kunden zählen nationale und internationale Top- Unternehmen wie die Telekom Austria AG, Ikea, Spar, Google, die OMV, Nestlé, die Österreichische Post AG, Generali oder Intersport. Die Themenfelder und For- schungsschwerpunkte sind vielfältig und decken sämtliche Bereiche der Markt- und Meinungsforschung ab. www.marketagent.com Super-Food für Wissenshungrige! Warum wir essen, was wir essen Herausgeber: Burger, Kathrin (Hrsg.) Dieses Sachbuch räumt mit Mythen rund um eine gesunde und aus- gewogene Ernährung auf, denn was ist schon die richtige Ernährung? Veganismus, Steinzeitkost, Clean Eating – Spezial-Diäten sind beliebt. Ob sie auch gesund sind, erfahren sie in diesem Buch, einer Samm- lung aus 27 allgemein verständlichen Beiträgen aus Spektrum der Wis- senschaft und spektrum.de. Klar ist, dass nicht zu viele stark verarbeite- te Fertigprodukte auf dem Tisch stehen sollten. Doch Ernährung ist viel mehr als die Summe der Inhaltsstoffe in den verzehrten Lebensmitteln. Essen ist ein „kulturelles Totalphänomen“. Das heißt, es spielen psychi- sche sowie gesellschaftliche Faktoren eine große Rolle dabei, was wir essen. Darum essen Männer auch etwas anderes als Frauen, darum un- terscheiden sich Speisepläne auf der ganzen Welt und darum werden Ess-Entscheidungen großteils nicht mit dem Verstand sondern mit dem Gefühl getroffen. Genießen Sie also die hier aufgetischten Fakten und stillen Sie Ihren Wissenshunger. ISBN 978-3-662-61464-8 eBook 12,99 Euro Softcover 18,49 Eurot e m p e r a t u r p r o z e s s t e c h n i k Dawsongroup Thermobil Austria GmbH – Temperaturlösungen von -45°C bis +80°C Dawsongroup Thermobil Austria GmbH ist die Österreich Niederlassung der Dawsongroup plc. Europas führendem Vermieter von transportablen Temperaturlagern, Auftauanlagen und Schnellgefrieranlagen. Mehr als 2800 ständig vermietete Anlagen in nahezu allen Industriebereichen, garantiert unseren Kunden ein umfassendes Erfahrungs- potential im Bereich Temperatursteuerung, Temperaturprozesstechnik und Umweltsimulation. Die transportablen Super- Boxen sind in, wo eine genaue Temperatur- steuerung notwendig ist, zu finden. Die Super- Box gibt es in sechs ver- schiedene Größen, mit einem Lagervo- lumen zwischen 30m³ und 145m³. Dies entspricht einer Ladekapazität von 12 bis 44 Euro-Paletten. Dabei ist die Lager- temperatur frei wählbar zwischen minus 30°C und plus 25°C. Der Aufbau und die technische Ausstattung der Super- Boxen entsprechen allen europäischen Vorschriften für Sicherheit und Hygiene (HACCP) und der FDA GMP-Guideline. Somit werden auch die strengen Richtli- nien der Pharmazeutischen Industrie für Temperaturlager ebenfalls erfüllt. Selbst- verständlich sind die SuperBoxen von Thermobil auch in redundanter Ausfüh- rung mit zwei unabhängigen Hochlei- tungskälteaggregaten und einer Isolie- rung von 150mm lieferbar. Die fugenfreien Wandkonstruktion der SuperBoxen garantiert in Verbindung mit einer optimierten Boden- und Da- chisolierung einen vergleichsweise ge- ringen Energieverbrauch. Somit sind alle Wände praktisch aus einem Isolati- onspaneel gefertigt – bei einer 6m Ein- heit genauso wie bei einer 15m langen Einheit. Hier gibt es somit keine Kälte- brücken durch gesteckte Paneele. Da die Wände und Decken in einer spe- ziellen Konstruktion miteinander ver- bunden sind, gibt es auch hier keine Kältebrücken. Somit sind alle Superbo- xen für die Aufstellung im Freien konzi- piert und Regen, Wind und Schneelast- sicher. Wichtige Ausstattungsmerkmale sind ein flacher und isolierter Kunst- stoffboden mit Anti-Rutsch-Struktur, Sicherheitskühlraumtür mit Innenen- triegelung und Türrahmenheizung, Streifenvorhang, besonders helle In- nenbeleuchtung, Notbeleuchtung und Temperaturdatenlogger. Ein umfangreiches technisches Alarm- system, warnt nicht nur bei einer Tem- peratur-Grenzwertverletzung, son- dern auch bei Stromausfall, oder einer technischen Störung der Kälteanlage. Weiterhin ist auch ein Personen-Alarm vorhanden. Über potentialfreie Kontakte ist die Weiterleitung an die GLT möglich. Die neueste Generation der Kälteanlagen verfügt über ein sehr hohes Leistungs- spektrum in allen Temperaturbereichen. Bei der Entwicklung dieser Kälteanlagen standen drei Punkte im Focus: geringer Energieverbrauch – geringe Lärmemis- sionswerte und natürlich höchste Zu- verlässigkeit. Ein weiteres Highligt ist das optionale GSM-Fernwartungssystem. Bestens bewährt haben sich die Super- Boxen mit einer Wand-, Dachisolierung von 150mm und einer nahezu 200mm dicken Bodenisolierung. Diese Super- Boxen haben einen besonders geringen Wärmedurchgangskoeffizient. Damit de- finiert Thermobil auch in puncto Um- weltverträglichkeit und CO 2-Emmissi- on neue Maßstäbe. In Verbindung mit Super Box SB36 150mm Isolierung redundantNext >