Aktuelle gesellschaftliche Entwicklungen im Food-Bereich wirken sich unmittelbar auf lebensmittelchemische Prozesse aus. Ein Beispiel stellt der Trend zu alternativen Proteinen dar.

Welch hoher Stellenwert Produkten aus diesem Bereich zukommen könnte, hat unlängst die Bühler AG mit ihrem neuen Proteinanwendungszentrum in Uzwil gezeigt. Der Lebensmittel-Prozess-Spezialist will hier die Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmitteln auf pflanzlicher Basis fördern, darunter Fleisch- und Fischersatzprodukte.

Die passen in klimaschonende und umweltfreundliche politische Strategien, in das derzeitige Nachfrageverhalten vieler Konsumenten und können zur Sättigung der acht Milliarden plus X Menschen auf der Erde beitragen. Den Ausgangspunkt bilden pflanzliche Quellen (Leguminosen, Getreide, Soja, Hülsenfrüchte oder Ölsaaten), tierische Quellen (Insekten oder Zellkulturen) und weitere Proteinquellen (Mikro- und Makroalgen, Pilze, Bakterien und Hefen).

Als wesentliche Elemente der Verarbeitungsprozesse kommen hier unter anderem Nassisolierungs- und Fraktionierungstechniken zur Trennung von Proteinen zum Tragen. Konkret benötigt werden Extruder und Hochleistungskühldüsen. Im Zusammenspiel bringen sie es auf 1000 Kilogramm nass extrudierte «Alternativ-Proteine» pro Stunde.

Eine Voraussetzung für einen reibungslosen Ablauf der Maschinenprozesse bilden Automatisierungslösungen mit einer zentralen Überwachung und Steuerung sowie mit einer Übersicht über die Produktion in Echtzeit – kurz: eine adäquate Prozessanalytik (PAT). In diesem Bereich erweist sich gerade die Nahinfrarot-Spektroskopie als Verfahren der Wahl.

Man braucht dazu nur geeignete Fenster, durch die das NIR-System in den laufenden Prozess „hineinsehen“ kann, oder eine faseroptische Ankopplung. Idealerweise verwendet der Prozessanalytiker dabei modulare Systeme und eröffnet sich zusätzlich die Möglichkeit, von NIR auf MIR (mid infrared) oder auf sichtbares Licht (visible) umzuschalten oder auch auf UV-Fluoreszenz (z.B. Aflatoxin-/Mykotoxin-Nachweis).

Es versteht sich von selbst, dass NIR-Messungen ebenso zu den typischen Qualitätssicherungsmassnahmen im Labor gehören, so etwa bei der Rohstoffeingangs- und der Warenausgangskontrolle. In Zukunft werden solche Messungen womöglich häufiger mit portablen Analysegeräten durchgeführt werden können. Sie decken heute ohne weiteres grosse Wellenlängenbereiche ab (z.B. 1100 bis 2500 Nanometer) und bringen es auf hohe Signal-Rausch-Verhältnisse – nicht zuletzt dank weiterentwickelter Fourier-Transform-Algorithmen (FTIR).

Diese Entwicklung setzt sich bis zu den handgehaltenen Analysegeräten der Konsumenten fort. Er soll mittelfristig befähigt werden, wichtige Parameter von Lebensmitteln am Point of Sales (PoS) bei der Migros mit seinem Smartphone bestimmen zu können. Dieses würde nur ein paar Franken mehr kosten (schätzungsweise nicht einmal 10 CHF).

Das Branchenevent Ilmac in Lausanne gibt seinen Besucherinnen und Besuchern in diesen und anderen Bereichen der Lebensmittelchemie und -technologie eine klare Orientierung. An zwei Tagen präsentieren die Aussteller und Startups Prozesse, PAT und Laboranalytik und geben einen Ausblick auf Schnellverfahren bis hin zur PoS-Analytik für Konsumenten. Dies kann auf der wissenschaftlich getriebenen Ilmac Conference mit vielen Fachvorträgen noch vertieft werden. Die Agenda wird ab April verfügbar auf Ilmac 365 verfügbar sein.