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Entwicklung von Qualitätsstandards und optimierten Verarbeitungsverfahren für biologisch angebaute Produkte

Sturm, Barbara and von Gersdorff, Gardis (2018) Entwicklung von Qualitätsstandards und optimierten Verarbeitungsverfahren für biologisch angebaute Produkte. [Development of quality standards and optimised processing methods for organic produce.] Universität Kassel, FB 11 Ökologische Agrarwissenschaften, Fachgebiet Agrartechnik, D-Kassel und Meridian Fruchthandelsgesellschaft mbH, D-Altdorf .

[img] PDF - German/Deutsch (Gesamtschlussbericht)
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Summary

Ziel des SusOrganic Projektes war es, verbesserte Trocknungs- und Kühl-/Gefrierverfahren für Bio-produkte im Hinblick auf Nachhaltigkeit und objektive Produktqualitätskriterien zu entwickeln. Zunächst konzentrierte sich das Konsortium auf ein vordefiniertes Set von Produkten zur Untersuchung (Fisch, Fleisch, Obst und Gemüse). Der Austausch mit den Akteuren im Obst- und Gemüsesektor zeigte, dass nur wenig Änderungsbedarf zur Verbesserung der Prozesse wahrgenommen wird. Gleichzeitig wurde deutlich, dass im Besonderen Hopfen- und Kräuterproduzenten (Trocknung) vor mehreren Herausforderungen in Bezug auf die Produktqualität und die Kosten der Trocknungsprozesse stehen. Daher wurde die Produktpalette auf diese Produkte erweitert. Die Ergebnisse einer im Rahmen des Projekts durchgeführten Verbraucherbefragung zeigten deut-lich, dass die Verbraucher dem Bio-Label vertrauen, aber auch dazu neigen, den Begriff Bio mit regionalem oder fairem Handel zu vermischen. Darüber hinaus wird die Primärproduktion im Be-trieb und nicht die Verarbeitung ausdrücklich in die Bewertung der Nachhaltigkeit durch die Verbraucher einbezogen. Das Aussehen von Bioprodukten wurde als eines der am wenigsten wichtigen Qualitätskriterien oder -attribute bei Kaufentscheidungen angesehen. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass ein unvollkommenes Aussehen ein Qualitätsmerkmal für den Verbraucher sein könnte, dieses also als Bestätigung gilt, dass in der Produktion keine Zusatzstoffe verwendet wurden.
Bei Trocknungsprozessen arbeiten Kleinproduzenten im Biosektor oft mit alten und/oder modifizierten Techniken und Technologien, was aufgrund des hohen Energieverbrauchs und der verminderten Produktqualität oft zu ineffizienten Trocknungsprozessen führt. Unzureichende Luftvolumenströme und -verteilungen führen häufig zu einem ineffizienten Abtransport der Feuchtigkeit aus dem Produkt und einer heterogenen Trocknung im gesamten Schüttgut. Um diesen Umstand zu verbessern wurden innerhalb des SusOrganic Projektes Richtlinien zur Verbesserung der physikalischen Auslegung bestehender Trockner, sowie Konzepte für neue Trocknungsprozesse, einschließlich neuer Trocknungsstrategien, entwickelt. Neben dem Kühlen und Gefrieren wurde auch die innovative Idee des Superchillings in das Projekt einbezogen. Die dafür benötigte Kühlkette ist nur wenige Grad kälter als die gebräuchliche Kühlkette, hat aber, durch Schockfrostung der Außenschicht des Produkts und die weitere Verteilung sehr kleiner Eiskristalle im gesamten Produkt einen erheblichen Einfluss auf das Konservierungsverhalten während der Lagerung. Das Superchilling von Lachs aus biologischer Erzeugung macht den Bedarf an Eis für den Transport unnötig, was durch ein deutlich reduziertes Transportgewicht sowohl zu einer Senkung der Energiekosten und somit zu einer besseren Leistung der Wertschöpfungskette in Bezug auf den CO2-Fußabdruck führt. Die Produktqualität verändert sich durch dieses Verfahren nicht, die Haltbarkeit verlängert sich aber im Vergleich zu gekühltem Fisch. Dies bedeutet, dass die hohe Qualität des Bio-Lachses über einen längeren Zeitraum erhalten werden kann, was z. B. bei der Erschließung weit entfernter Märkte hilfreich sein kann. Der gleiche Trend wurde auch für mit dem Superchilling-Verfahren gekühlte Bio-Fleischprodukte wie Schweinefleisch und Hühnerfleisch festgestellt.
Das Konsortium entwickelte auch innovative nicht-invasive Mess- und Kontrollsysteme sowie verbesserte Trocknungsstrategien und Systeme für Obst, Gemüse, Kräuter, Hopfen und Fleisch. Diese Systeme basieren auf Veränderungen im Inneren des Produkts und erfordern daher Beobachtungsstrategien des Produkts während des Trocknungsprozesses. Durch Auditkampagnen und Trocknungsversuche im Pilotmaßstab konnten Optimierungsstrategien für Kräuter- und Hopfenrohstoffe entwickelt werden, die dazu beitragen können den mikrobiellen Verderb zu reduzieren, höhere Mengen an flüchtigen Produktkomponenten zu erhalten und gleichzeitig den Energiebedarf zu senken. Diese Ergebnisse können modifiziert auch an anderen untersuchten Produkten Anwendung finden. Die Umwelt- und Kosteneffizienz (LCA, LCCA) der Superkühlung von Lachs und der Trocknung von Fleisch, Obst und Gemüse wurde ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl das Superchilling, als auch die Trocknung die Nachhaltigkeit der Wertschöpfungsketten ökologischer Lebensmittel verbessern können, insbesondere in Bezug auf weite Entfernungen zwischen Verarbeiter und Markt.
Ein weiteres zusätzliches Ergebnis des Projekts war die Entwicklung eines nicht-invasiven, visuell sensorbasierten Detektionssystems zur Prüfung von Fleischprodukten in Bezug auf frisches und bereits gefrorenes Fleisch.

Summary translation

The SusOrganic project aimed to develop improved drying and cooling/freezing processes for organic products in terms of sustainability and objective product quality criteria.
Initially, the consortium focused on a pre-defined set products to investigate (fish, meat, fruits and vegetables). Contacting participants in the fruit and vegetable sector showed that there is only little perceived need for making changes for the improvement of the processes. At the same time, it became clear that hops and herb producers (drying) face several challenges in terms of product quality and cost of drying processes. Therefore, the range of products was extended to these products.
The results of a consumer survey conducted as part the project showed clearly that consumers trust in the organic label, but also tend to mix up the term organic with regional or fair-trade. Further, the primary production on farm and not the processing is explicitly included in the consumers’ evaluation of sustainability. Appearance of organic products was found to be one of the least important quality criteria or attributes regarding buying decisions. However, there are indications that an imperfect appearance could be a quality attribute for consumers, as the product then is perceived to be processed without artificial additives.
Regarding drying operations, small scale producers in the organic sector often work with old and/or modified techniques and technologies, which often leads to an inefficient drying processes due to high energy consumptions and decreased product quality. Inappropriate air volume flow and distribution often cause inefficient removal of the moisture from the product and heterogeneous drying throughout the bulk. Guidelines for improvement of the physical setup of existing driers as well as designs for new drying operations, including novel drying strategies were developed.
Besides chilling and freezing, the innovative idea of superchilling was included into the project. The super-chilled cold chain is only a few degrees colder than the refrigeration chain but has a significant impact on the preservation characteristic due to shock frosting of the outer layer of the product and the further distribution of very small ice crystals throughout the product during storage. Superchilling of organically grown salmon eliminated the demand of ice for transport, resulting in both, a reduction of energy costs and a better value chain performance in terms of carbon foot printing. This is mainly due to the significantly reduced transport volume and weight without the presence of ice. The product quality is not different but the shelf life is extended compared to chilled fish. This means that the high quality of organic salmon can be maintained over a longer time period, which can be helpful, e.g. to reach far distant markets. The same trend was found for superchilled organic meat products such as pork and chicken.
The consortium also developed innovative non-invasive measurement and control systems and improved drying strategies and systems for fruits, vegetables, herbs, hops and meat. Those systems are based on changes occurring inside the product and therefore require observation strategies of the product during the drying process. Through auditing campaigns as well as pilot scale drying tests it has been possible to develop optimisation strategies for both herb and hops commodities, which can help reduce microbial spoilage and retain higher levels of volatile product components whilst reducing the energy demands. These results can be applied with modifications to the other commodities under investigation. The environmental and cost performance of superchilling of salmon and drying of meat, fruit and vegetables were also investigated and the findings indicated that both superchilling and drying could improve sustainability of organic food value chains especially in case of far distant markets.
An additional outcome of the project, beyond the original scope was the development of a non-invasive, visual sensor based detection system for authenticity checks of meat products in terms of fresh and pre-frozen meats.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖLN, BOELN, BÖL, BOEL, FK 14OE006, FKZ 14OE007, Lebensmittelverarbeitung, Produktqualität, Energieeffizienz, SusOrganic, Core Organic Plus
Subjects: Food systems > Food security, food quality and human health
Food systems > Processing, packaging and transportation
Research affiliation: European Union > CORE Organic Plus > SusOrganic
Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Food > Processing
Germany > University of Kassel > Department of Agricultural Engineering and Agricultural Engineering in the Tropics and Subtropics
Germany > Other organizations
Related Links:https://www.bundesprogramm.de, http://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=14OE006&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://orgprints.org/cgi/saved_search?savedsearchid=1569, http://projects.au.dk/coreorganicplus/research-projects/susorganic/
Deposited By: Von Gersdorff, Gardis J.E.
ID Code:34058
Deposited On:11 Dec 2018 10:02
Last Modified:12 Dec 2018 09:21
Document Language:German/Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Gesamtkoordination des Verbundvorhabens und Projektleitung des Teilprojektes FKZ 14OE006: Prof. Dr. Oliver Hensel, Universität Kassel, Fachgebiet Agrartechnik
Projektleitung des Teilprojektes FKZ 14OE007: Dr. Albert Esper, Meridian Fruchthandlesgesellschaft mbH
Bei dem hier eingestellten Schlussbericht handelt es sich um einen Gesamtschlussbericht, an dem die Teilprojekte FKZ 14OE006 und FKZ 14OE007 beteiligt waren.
Der CoreOrganicPlus-Gesamtschulssbericht kann im Volltext unter http://orgprints.org/34220/ heruntergeladen werden.

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