Food Science & Biotechnology

Das Projektziel ist der Nachweis neuartiger Wirkstoffe in Pilzen, welche durch Licht aktivierbar sind. Diese Bestandteile können beispielsweise die Basis für lichtaktivierbare Medikamente darstellen. Dieses FWF-Projekt erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Institut für Pharmazie/Pharmakognosie der Universität Innsbruck. Das MCI tritt dabei als nationaler Forschungspartner auf. Neben der Unterstützung bei zellbasierten Untersuchungen werden LED Beleuchtungssysteme für dieses Projekt am MCI entwickelt und wissenschaftlicher Input hinsichtlich der Lichttechnik gegeben.

Der Innovationsgrad dieses Projektes liegt vor allem in der Erfassung der sich verändernden Eigenschaften der Endprodukte, bei Einsatz von für die Bäckerei Therese Mölk neuen Rohstoffen und der Optimierung der Fermentationsdauer (Langzeitführung). Dabei liegt die Herausforderung dieses Projektes darin, biologisches und bestenfalls regionales Getreide, mit Hilfe von verschiedenen technologischen Verfahren (z.B. Vorteige, Langzeitteigführung, Starterkulturen) zu Brot zu verarbeiten und dadurch einen nachgewiesenen ernährungsphysiologischen Vorteil gegenüber herkömmlichen Backwaren zu erreichen. Ziel ist die Identifizierung eines Vorbereitungs- und Verarbeitungsprozesses mit den dazugehörigen Rohstoffen und ausgewählten Starterkulturen. Diese Rohstoffe sollen ihre Inhaltsstoffe wie z.B. Mineralstoffe und Spurenelemente für den menschlichen Körper besser verwertbarer machen. Dabei spielt die Reduzierung von FODMAPs (fermentierbare Oligo-, Di- und Monosaccharide sowie Polyole) und der Phytinsäure eine wichtige Rolle. Es sollen Produkte entstehen die für Menschen bekömmlicher und verträglicher sind.

Das Anwachsen von Zellen auf medizintechnisch relevanten Oberflächen soll durch Abscheiden genau definierter Nanoteilchen gezielt gesteuert werden. Im Projekt FAENOMENAL arbeiten wissenschaftliche Experten aus der Nanotechnologie von der Universität Innsbruck und aus der Biotechnologie vom MCI mit den Industriepartnern PhysTech Coating Technology GmbH, einem Tiroler Unternehmen spezialisiert auf Dünnschichttechnologie, und MED-EL Elektromedizinische Geräte Gesellschaft m.b.H., einem Tiroler Großunternehmen, Spin-Off der Universität Innsbruck und möglichen Anwender, eng zusammen.

130 t Passierrückstände fallen pro Jahr in der Firma A. Darbo AG an. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes stellt sich die Frage, wie diese weiterverarbeitet werden können, was daraus gewonnen bzw. welcher Nutzen/Wert diesem Rückstand gegeben werden kann. Zu beachten ist, dass eine Rahmenbedingung für das Projekt ist, von einer Verwertung als Lebensmittelzutat abzusehen.

Folgende Forschungsstränge, die innerhalb von drei Jahren bearbeitet werden sollen: (1) Haltbarkeitsoptimierung von Schnittkäse unter Berücksichtigung von ökologisch nachhaltigen Verpackungslösungen. Der Fokus liegt hier auf der Modellierung von Material-, Energie und Hilfsstoffen, Erstellung von Materialflusskostenanalysen sowie LCA-Analysen, insbesondere mit Blick auf die gesamtökologischen Auswirkungen und die transparente Beschreibung der SWOT alpiner Käseproduktionen über alle Lebenszyklusphasen. (2) Faktoren der Verpackung (z.B. unterschiedliche Packmittel oder Atmosphären) werden in experimentellen Versuchen in Bezug auf deren Wirkung auf das Produkt getestet. (3) Analyse der Qualitätsparameter (des Verpackungsmateriales und des Gutes) mittels mikrobieller, invasiver und nicht-invasive Messmethoden sowie Sensorik. Das Projekt wird Ergebnisse für Erzeuger, Verpackungsfirmen sowie Vermarkter generieren, wobei auch eine Einbindung der Konsumenten und Öffentlichkeit geplant ist. Hier sind auch disziplinenübergreifende Auswertungen z.B. durch Nutzwertanalysen angedacht. Der Start des Projektes soll so schnell wie möglich starten.

Die Effizienz der Wasserdesinfektion soll durch serielle und parallele Anwendung von UVA-, UVB- und UVC-Strahlung erhöht werden. Gleichzeitig werden Inaktivierungs- und Reparaturmechanismen an Reinkulturen, Mischkulturen und Umweltproben untersucht. Erkenntnisse über synergistische Effekte der UV-Bereiche fließen in die Entwicklung innovativer UV-LED-Systeme zur energieeffizienten, kostengünstigen und umweltfreundlichen Wasserbehandlung ein.

Dieses Branchenprojekt wird sich der Entwicklung von Innovationen in der Topfkonservierung widmen, welche den Zugang zu sicheren, verträglichen und qualitativ einwandfreien Produkten (Lacke und Farben) zukunftsfähig gewährleisten werden. Hierfür muss das Wachstum von Keimen, die z.B. Schimmelbefall auslösen und zu Krankheiten führen, in den erwähnten Produkten verhindert werden. Ziel des Projekts "InCanPress" sind Innovationen auf Biozidprodukte-Ebene basierend auf einer Reduktion der Verfügbarkeit von Nährstoffen (inkl. Wasser), einer Reduktion der anfänglichen bakteriellen Belastung, einer Wirkung auf rein physikalischer Wirkung oder auch dem Einsatz von Technologien in der Herstellung oder der Verpackung, welche die Hygiene verbessern können. Im Projekt soll auch die Realisierung einer neuen, innovativen Gebinde-/Topfkonservierung erarbeitet werden, die in Kombination mit dem Gebinde entsteht. Denkbar sind Gebinde, die eine Rekontamination nach der Öffnung reduzieren/vermeiden oder Convenience gerechte Lösungen, welche sowohl den Nachhaltigkeitsaspekt als auch die Wirtschaftlichkeit berücksichtigen. Im Projekt sollen sowohl auf Produkt- als auch auf Kundengruppen abgestimmte innovative Lösungen ausgearbeitet werden, die entsprechende Zusatznutzen bieten, jedoch den Produktschutz und die vorliegende Qualität nicht beeinträchtigen. Dieser holistische Ansatz ist erforderlich für tragfähige Zukunftslösungen. Stakeholder entlang der ganzen Wertschöpfungskette werden eingebunden, um einen optimale Lösung für alle Beteiligten zu erarbeiten. Dieses Projekt wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützt. Projektlaufzeit: 2021 - 2024 Förderung: FFG Branchenprojekt Projektkonsortium: Packforce Austria (Lead - Projektleitung) OFI Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik MCI - Management Center Innsbruck .. und eine Vielzahl an Partnern direkt aus der Industrie Dieses Projekt wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützt.

Durch die aktuelle geopolitische Lage und Bewältigung der Klimakrise tritt die Notwendigkeit der dauerhaften Substitution der Erdgasimporte aus Russland und Ausbau erneuerbarer Energieträger verstärkt in den Vordergrund. Wasserstoff (H2) nimmt eine zentrale Rolle bei der Energiewende in den unterschiedlichsten Bereichen ein, jedoch bedarf es für eine wettbewerbsfähige Produktion neben der Technik auch umfassende Analysen der erforderlichen Rahmenbedingungen. Im vorliegenden Projekt soll die Biosynthese von Wasserstoff aus organischer Biomasse mittels dunkler Fermentation forciert werden. Erstmals soll ein in Tirol neu entdecktes Bakterium - Thermoactinomyces mirandus - für die Biosynthese eingesetzt werden. Bekannt ist, dass T. mirandus unter anaeroben, thermophilen Bedingungen aus Laktose H2 generiert, allerdings wurde dieser Prozess nur im Labormaßstab untersucht und nicht hinsichtlich Produktionseffizienz optimiert. Dieser Fragestellung soll nun im Detail nachgegangen werden, indem T. mirandus zunächst im kleinen Maßstab unter variierten Bedingungen (C-Quelle, Temperatur, pH u.a.) kultiviert wird. Die Prozessmodellierung zielt auf die Maximierung bzw. Intensivierung der H2 Ausbeute ab. Parallel sollen bereits gut untersuchte Referenzstämme kultiviert und optimiert werden, um die Syntheseraten mit jenen von T. mirandus direkt vergleichen zu können. Anschließend wird T. mirandus zusammen mit ausgewählten Referenzstämmen als Mischkultur in den Prozess eingebracht und erneut hinsichtlich Produktionseffizienz und Ertrag analysiert. Dies soll die Grundlage schaffen, den Prozess vom Labormaßstab in einem größeren Maßstab zu skalieren. Neben unterschiedlichen Zuckern soll auch die Möglichkeit getestet werden, nachwachsende Rohstoffe (darunter Bio- oder Lebensmittelabfälle) als Ausgangssubstrat für die Biosynthese nutzen zu können, was eine tragende Säule in der Entwicklung von grün produziertem H2 darstellt. Um die Wirtschaftlichkeit des Prozesses noch weiter zu unterstreichen, soll ein zweistufiger Prozess etabliert werden, bei dem durch eine Hintereinanderschaltung von dunkler Fermentation und anaerober Vergärung neben Wasserstoff auch Methan generiert wird, wodurch eine durchwegs positive Netto-Energiebilanz erzielt werden kann. Des Weiteren sollen die der H2-Biosynthese zugrundeliegenden Enzyme genauer analysiert werden, um zukünftig kommerziell erhältliche und hocheffiziente Enzyme zu entwickeln, welche das Potential besitzen, den Weg über die Fermentation einzusparen und kostenoptimiert H2 zu generieren. Zusammenfassend soll die Grundlage geschaffen werden aus lokal verfügbaren, nachwachsenden Rohstoffen klimaneutral H2 zu produzieren, was nicht nur die Energieimportabhängigkeit reduziert, sondern auch die regionale Versorgungssicherheit und umweltgerechte Kreislaufwirtschaft stärkt.

Apfeltrester ist einer der Hauptabfallstoffe der Apfelsaftproduktion und bezeichnet die festen Rückstände, welche nach dem Pressen zurückbleiben. Trester können bis zu 30 % der Frucht beinhalten und bestehen hauptsächlich aus Schalen, Kernen und Stielen. Apfeltrester werden auf Grund ihres hohen Fasergehalts häufig als Raufuttersatz verwendet, jedoch haben sie einen niedrigen Protein-, aber hohen Zuckergehalt, weshalb sie als Futtermittelersatz nicht gut geeignet sind. Obwohl Apfeltrester Abfallprodukte sind, enthalten sie viele wertvolle Inhaltsstoffe, wie Antioxidantien, Pektine und Wachse. Auf Grund des Vorkommens vieler relevanter Inhaltsstoffe, sind Apfeltrester für eine weitere Verwertung höchst attraktiv. Die technologische Umsetzung und Optimierung des Extraktionsprozesses ist jedoch äußerst komplex. Zum einen wird die Nutzbarkeit des Extraktionspotentials der Trester von der Entwicklung von Mikroorganismen auf Grund eines hohen Feuchtigkeitsgehaltes eingeschränkt und andererseits müssen bestehende Extraktionsprotokolle aus der Literatur auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Trester aus regionalen Apfelsorten optimiert werden, um eine möglichst hohe Ausbeute zu erzielen. Aus diesem Grund ist es notwendig verschiedene Strategien bei der technologischen Entwicklung zu verfolgen.

Die Analyse der Aromabildung von Senf ist ein sehr verzweigtes Anliegen (beginnend beim Boden-, Saaten-, Herstellungs- sowie Lagerungseinflusses) dessen Absicht ist, ein Verständnis der molekularen und biochemischen Zusammenhänge bei der Senfherstellung zu erzeugen. Weiterhin wird anhand der Recherche immer versucht, qualitätssicherende Maßnahmen aufzuzeigen, die zur Sicherung des kurz-, mittel- und langfristigen ökonomischen Erfolges beitragen sollen. Das Auftreten von Gasbildung und Fehlaromenbildung im Endprodukt Tafelsenf beobachtet worden, was z.B. mit einer veränderten Gasbildung, Myrosinaseaktivität bzw. p-Kresol-Konzentration eingeht. Ziel des Folgeprojektes soll sein, die Vertiefung dieser Analysen, insbesondere die Schärfebildung genauer zu beschreiben als auch allfällige Bedingungen (Bodenbeschaffenheit, Einfluß Produktion sowie Lagerung etc.) zu konkretisieren.

Die Verpackung von Fleisch erfüllt zentrale Aufgaben für Logistik und Lagerung, steht aber auch in Interaktion mit der Qualität des Füllgutes. Im Rahmen des Interreg-Projekts QualiMeat soll nun die Wechselwirkung von verwendeten Folien auf das verpackte Fleisch sowie die Anwendung optimierter Folien im Verpackungsprozess genauer untersucht werden. Das Projekt wird im Rahmen des "INTERREG (= Europäische Territoriale Zusammenarbeit; ETZ)-Programm Österreich - Bayern 2014-2020" in der Prioritätsachse 1 zu 75% (AB116) gefördert. Weitere Informationen siehe auch: http://www.qualimeat.eu/.

Globale wirtschaftliche und anthropogene Veränderungen machen die Entwicklung zukunftsorientierter sowie nachhaltiger Technologien und Verfahren unumgänglich. Die Nanotechnologie, einer der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts, liefert hierzu einen vielversprechenden Ansatz. Durch die Größenabhängigkeit zentraler physikalischer, chemischer und biologischer Eigenschaften von Nanoteilchen bieten diese die Möglichkeit zur Herstellung funktionaler Oberflächen mit modifizierbaren Eigenschaften. Dies soll in diesem Projekt mit der Entwicklung von Nanopartikelbeschichtungen ausgenützt werden und zu innovativen Applikationen im Bereich der Optik, Biowissenschaften und Umwelttechnologie führen. Mit der patentierten Technologie zur Herstellung von größenselektierten Nanopartikeln können Beschichtungen mit wohldefinierten Nanoteilchen hergestellt werden. Die Nanopartikel werden dabei in mehrfachgeladenen Helium-Nanotröpfchen erzeugt und anschließend auf der zu beschichtenden Oberfläche deponiert. Über verschiedene Prozessparameter kann die Zusammensetzung, die Partikelgröße und die Schichtdicke eingestellt und somit die spezifischen Attribute der Beschichtungen an die gewünschte Anwendung angepasst werden. Dadurch lassen sich zukunftsorientierte Materialien mit verbesserten Eigenschaften realisieren. Auf Basis dieser universellen Nanopartikel-Beschichtungstechnologie sollen im Rahmen dieses Projekts Materialien mit modifizierten physikalischen, chemischen und biologischen Merkmalen hergestellt und für Anwendungen aus den Bereichen Optik, Life-Sciences und Umwelttechnik optimiert werden. Der Fokus dieses Projekts liegt dabei auf der Herstellung von Schichten mit speziellen optischen Eigenschaften, bioaktiven Oberflächen und funktionalisierten Membranoberflächen.

Das Projekt beschäftigt sich mit der Analyse von pflanzlichen Rohstoffen in der Tiroler Lebensmittelwirtschaft, wobei pflanzliche Proteine bzw. Fasern als künftige Rohstoffe für Lebensmittel getestet werden sollen.

Das Qualifizierungsseminar BrauTech 2 ist das Folgeprojekt zu BrauTech und richtet sich ebenfalls an eine Gruppe österreichischer CraftBeer Produzenten. Zentrales Kernthema dieses Projektes ist die Gärtechnologie, welche aufgrund des thematischen Umfanges im ersten Projekt nicht ausreichend behandelt werden konnte. Unter diesen Bereich fallen viele Punkte, wie beispielsweise das korrekte Hefemanagement, die Auswahl der richtigen Hefestämme und deren Auswirkungen auf das Endprodukt, Ablauf der Gärung und dazugehörende Fehlprozesse, sowie der nachfolgende Komplex der Haltbarmachung der Produkte. Der bereits im ersten Projekt begonnene Bereich der Produktentwicklung, sowie gewonnene Einblicke in das Mälzen, den technischen Teil des Brauprozesses und über die eingesetzten Rohstoffe, werden im Rahmen des gegenständlichen Projektes über die vielfältigen Möglichkeiten der unterschiedlichen Hefen ergänzt. Besonders im Brauprozess werden der Hefe eine Vielzahl an wichtigen Eigenschaften, wie dem Entstehen zahlreicher für die Biersorten charakteristischer Aromastoffe zugeschrieben, die die breite Produktvielfalt noch ergänzen.

Die Bioökonomie hat ein enormes Potenzial für grünes Wachstum und berufliche Entwicklung und gilt somit als eine Schlüsseldisziplin des 21. Jahrhunderts. Die Bioökonomiestrategie der EU befasst sich mit der Erzeugung erneuerbarer biologischer Ressourcen und ihrer Umwandlung in lebenswichtige Produkte. Der Ausbau der Bioökonomie, insbesondere in ländlichen Gebieten, bietet ein großes Entwicklungspotenzial. In den Alpenregionen kann dieses Potenzial jedoch nur genutzt werden, wenn Akteure und Kommunen eng zusammenarbeiten und gemeinsame Ziele verfolgen. Das übergeordnete Ziel von AlpBioEco ist es, die Nachhaltigkeit der lokalen Wirtschaft im Alpenraum durch die Aufwertung innovativer bioökonomischer Potenziale entlang biobasierter Nahrungs- und Pflanzenextrakt-Wertschöpfungsketten (VCs) zu fördern. Es trägt zu den Rahmenbedingungen für Innovationen bei, die zu öko-innovativen Geschäftsideen und -konzepten für KMU führen. Bei der Umsetzung und Förderung von Öko-Innovationen in der Praxis werden exemplarisch 3 VCs analysiert, wobei ein sektorübergreifender Mehrebenen-Stakeholder-Ansatz angewendet wird. KMU, Cluster und Initiativen, Verwaltung und Politik sowie Wissenschaft arbeiten zusammen. Eine Kommunikationsstrategie auf Basis des Vierfachhelix-Ansatzes stärkt das Bewusstsein für Bioökonomie in alpinen Regionen. Im Rahmen eines Validierungsberichts wird der Ansatz der Ökoinnovation entlang der biobasierten Lebensmittelproduktion in den Alpenregionen vorgestellt. Damit erhöht AlpBioEco die Kapazitäten von KMU zur gemeinsamen Entwicklung von biobasierten Produkten. Durch Konzepte von "Open Innovation" wird die transnationale Kooperation für Öko-Innovationen in der biobasierten Wirtschaft intensiviert. In der Summe trägt AlpBioEco zu einer besseren Kohäsion und integrierten territorialen Entwicklung bei, da ländliche Regionen in neue biobasierte VCs eingebunden werden. Dadurch werden hochwertige Arbeitsplätze in der Landwirtschaft geschaffen. Auf makroregionaler Ebene trägt AlpBioEco zu einer geringeren Ungleichheit des Alpenraumes bei. Dieses Projekt wird vom europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) im Rahmen des Interreg Alpine Space mitfinanziert. Unterstützung der Europäischen Union beträgt 1.820.666 €. Weitere informationen auch unter: http://www.alpine-space.eu/projects/alpbioeco/en/home.