Nährwert und Sensorik

• Forschungsstelle: ALP
• Projektnummer: 12.02.2.2.3
• Projekttitel Englisch: Nutritional and sensory properties
• Kurztitel: Nährwert und Sensorik

Schlüsselwörter (Englisch)

Dairy, Meat, Nutrition, Sustainability, Inflammation, Oxidation, Bioavailability, Milk

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Anforderungen an Milch- und Fleischprodukte, welche von Behörden, Organisationen aber auch Konsumenten definiert werden, nehmen stetig zu. Neben den bekannten Nährstoffen enthalten Fleisch- und Milchprodukte eine Reihe bioaktiver Komponenten, die ein Potenzial zur Förderung und Erhaltung der Gesundheit aufweisen. Anderseits enthalten manche verarbeiteten Milch- und Fleischprodukte viel Salz, Zucker oder Fett  und gelten dementsprechend als weniger gesund. Eine Reduktion dieser Inhaltsstoffe hat jedoch nicht nur sensorische Konsequenzen, sondern beeinflusst zum Teil auch die Lebensmittelsicherheit und die technologischen Eigenschaften. 

Auch nach der Lagerung sollen die sensorische und ernährungsphysiologische Qualität eines Produktes sowie seine technologischen Eigenschaften einwandfrei sein. Verschiedene chemisch-physikalische, resp. biochemische Prozesse wie Oxidation oder Sedimentation sollen vermieden werden, da längere Haltbarkeitsfristen oder vereinfachte Lagerungsbedingungen von den Abnehmern erwartet werden.  

Die Bevölkerung in der Schweiz wird immer älter und diese alternde Bevölkerung braucht eine an ihre Bedürfnisse angepasste Ernährung. Bis jetzt sind die Erwartungen dieser Bevölkerungsgruppe an eine gesunde Ernährung ungenügend bekannt.

Projektziele (Deutsch)

Die Ziele sollen zeigen, dass Milch- und Fleischprodukte eine wichtige Rolle in einer gesunden und vielseitigen Ernährung spielen und dass zwischen Genuss und Gesundheit kein Widerspruch bestehen muss. 

·    Ziel 1: Immun-regulierende und metabolische Wirkung: Analysensysteme, um die immun-regulierende und metabolische Wirkung (postprandial und Langzeit) von Milch- und Fleischprodukten zu messen, sind entwickelt. Die immun-regulierende und metabolische Wirkung verschiedener tierischer Produkte ist bekannt und Möglichkeiten, „Entzündungsreaktionen“ zu vermindern, sind wissenschaftlich dokumentiert.
(Strategische Stossrichtung: Gesunde und nachhaltige Ernährung)

·    Ziel 2: Inhaltstoffe und deren Bioverfügbarkeit: Der Inhalt und die Bioverfügbarkeit verschiedener Mikronährstoffe in Milch- und Fleischprodukten sind erfasst. Der Einfluss verschiedener Verarbeitungsschritte ist bekannt und Massnahmen zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit sind vorgeschlagen.
(Strategische Stossrichtung: Gesunde und nachhaltige Ernährung)

·    Ziel 3: Ernährungsphysiologische Optimierung der Zusammensetzung von Produkten: Die Praxis verfügt über das Knowhow, um Milch- und Fleischprodukte bezüglich Rezeptur und Technologie zu optimieren, damit die Zusammensetzung den Empfehlungen der Lebensmittel-Pyramide besser entspricht.
(Strategische Stossrichtungen: Gesunde und nachhaltige Ernährung / Wertschöpfungsketten Milch, Fleisch / Gesetzgebung und Vollzug)

·    Ziel 4: Sensorische und ernährungsphysiologische Veränderungen während der Lagerung: Ausgewählte Mechanismen, welche zu sensorischen und ernährungsphysiologischen Veränderungen während der Lagerung von Milch- und Fleischprodukten führen, sind erfasst und Massnahmen zur Optimierung der sensorischen und ernährungsphysiologischen Qualität zusammen mit der Praxis entwickelt.
(Strategische Stossrichtungen: Gesunde und nachhaltige Ernährung / Wertschöpfungsketten Milch, Fleisch)

·    Ziel 5: Wissenstransfer: Das Wissen bezüglich Technologie, Sicherheit, Nährwert und Qualität von Milch- und Fleischprodukten wird den verschiedenen Interessengruppen sowie Studierenden vermittelt. Die nationale und internationale Zusammenarbeit ist in der Forschungsgruppe sichergestellt.
(Strategische Stossrichtung: Wissenssystem der Land- und Ernährungswirtschaft)

·    Ziel 6: Kundenspezifische Anfragen und Projekte: Die Forschungsgruppe stellt im Rahmen von fremdfinanzierten Arbeiten ihre Kompetenzen für kundenspezifische Anfragen und Projekte zur Verfügung.
(Strategische Stossrichtungen: Wertschöpfungsketten Milch, Fleisch  / Wissenssystem der Land- und Ernährungswirtschaft)

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Das Projekt baut auf den Vorprojekten 2.2.5 und 2.2.6 (Milchverarbeitung und Fleischverarbeitung) der Leistungsauftragsperiode 2008-2011 auf.

Im vorangehenden Arbeitsprogramm wurden wichtige Fortschritte sowie Kontakte in den Bereichen Ernährung, Ernährungsforschung (Nutrigenomics), Analytik und Applikation erzielt.

Inhaltstoffe und Ernährungseigenschaften von Milch- und Fleischprodukte: Mittels Literaturstudien, nationalem und internationalem Erfahrungsaustausch sowie eigenen Humanstudien wurden wichtigen Grundkenntnissen über die immune und metabolische Wirkung von Milchprodukten gewonnen. Die Doktorarbeit von Francina Sagaya bringt interessanten Daten über den postprandialen Humanmetabolismus nach Milchverzehr. Die laufende Humanstudie mit normal-gewichtigen und (obesen) übergewichtigen Personen wird neue Informationen über die postprandiale Inflammation bringen. Diese Studie wird auch als Basis für weitere Studien dienen um die antiinflammatorische Wirkung von Milchprodukten zu messen. Das in-vitro Verdausystem und Co-Culture System, welche für Nutrichip entwickelt wurde, werden für weitere Projekte in Kollaborationen mit Partner eingesetzt (Nanopartikeln aus Verpackung, Weidemilch…)

Die Qualität der Studie über Transfettsäuren in Butter und deren Wirkung auf die kardiovaskuläre Gesundheit ist auf hohem Niveau. Insbesondere die Qualität der Endothelfunktionsmessungen ist im internationalen Vergleich ausserordentlich gut und wird weitergeführt.

Zusätzlich wurden verschiedenen Analysenmethoden (Fettsäuren, Proteinen, Vitaminen usw….) entwickelt und typische schweizerische Fleischprodukte und Milchprodukten untersucht um unseren Kenntnissen über ihre Inhaltstoffe zu verbessern.

 

Sensorischen Eigenschaften von Milch- und Fleischprodukte: Physikalische Methoden wurden weiterentwickelt um die Textur- und Emulgiereigenschaften von Milchinhaltstoffen zu beurteilen. Verschiedene Stoffe wurden getestet um das Aussehen, die Textur respektive den Geschmack von Joghurt (Stevia, Inulin, Tapioka…) oder von Wurstwaren (Textur von Kochschinken, alternative Umrötung) zu verbessern.

Mittels Degustationen wurde die Akzeptanz von salzreduzierten Fleischwaren und von zuckerreduzierten Joghurt in der Schweizer Bevölkerung getestet. Zusätzlich wurden Daten über Lebensmittel-Präferenzen von Personen, welche älter als 50 Jahre sind mittels Fragebogen gewonnen.

 

Lipidoxidationsprodukte wurden in den letzten Jahren bei Fleischprodukten routinemässig analysiert (Thiobarbitursäuretest sowie einfache sensorische Erfassung). In einer Doktorarbeit von Silvia Mallia wurden die oxidative Stabilität und das Aroma von UFA/CLA angereicherter Butter untersucht. In dieser Arbeit wurden insbesondere aromaaktive Komponenten mittels GC-MS-Olfaktometrie erfasst. Die Palette zur Erfassung von Lipidoxidationsprodukten (primäre sowie sekundäre Stoffe) wurde im Jahr 2011 erweitert indem erste Versuche (Speck und Milchpulver) zur Erfassung der Chemilumineszenz,  sowie die Messung der Peroxidzahl eingeführt wurden. Weiter fand eine spezifische Schulung des Sensorikpanels statt. Oxidationsreaktionen führen auch zu Farbveränderungen in Brühwurstwaren. In verschiedenen Versuchen, sowie einer Bachelorarbeit der ETHZ wurden daher nach Ursachen geforscht und verschiedene Massnahmen zur Verminderung solcher Farbfehler getestet.

 

 

Wichtigste Literaturangaben:

Postprandial blood cell transcriptomics in response to the ingestion of milk and yogurt by healthy individuals; F. Sagaya, G. Vergères, R. Hurrell (Submitted)

 

A nutrigenomics approach to understand the physiological properties of dairy products and probiotic; Dissertation F. Sagaya

 

A physiological in vitro digestive system fully validated for decomposition of macro nutrients; K. A. Kopf-Bolanz, F. Schwander, M. Gijs, G. Vergères, R. Portmann, C. Egger, Journal of Nutrition (submitted)

 

Overview of the physiological changes and optimal diet in the golden age generation over 50;  D. Gille, European review of ageing and physical activity 1813-7253 (Print) 1861-6909 (Online) 2010

 

Cholesterol Removal from Dairy Products¸ R. Sieber, B. Walther, B. Rehberger; Encyclopedia of Dairy Science, Elsevier, 2nd edition

 

The Role of Meat Fat in the Human Diet; A. Schmid, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 51: 1, 50 — 66, 2011

Effects of sugar substitution with Palatinose or Actilight together with Stevia on rheological and sensory characteristics of low-fat and whole milk set joghurt; D. Guggisberg, P. Piccinali, K. Schreier, International Dairy Journal 21 (2011) 636-644

 

Effects of different heat treatments of cream on the physical-chemical properties of model oil-in-buttermilk emulsions, D. Guggisberg*, M. Chollet, K. Schreier, R. Portmann & C. Egger; Int. Dairy Science (submitted)

Fatty acid composition of mountain milk from Switzerland. comparison of organic and integrated farming systems,  Collomb, M., Bisig, W., Bütikofer, U., Sieber, R. , Bregy, M. , Etter, L; International Dairy Journal. 18, 2008, 976-982

 

Determination of Vitamin D in Cow’s milk and dairy products of Swiss Origin, B. Walther, M. C. Risse, U. Buetikofer, K. Bolanz, F. Schwander, M. Chollet, R. Portmann, Journal of Food Composition and Analysis (Submitted)

 

Destructurations in cooked-cured ham – Chemical and physical characerisation of defects in processed products, G. Hugenschmidt, R. Hadorn, D. Guggisberg, P. Silacci, D. Scherrer, M. Scheeder, C. Wenk, Fleischwirtschaft International, 24 (2), 2009, 55-59

 

Nutrient composition of Swiss cooked sausages, A. Schmid, S. Ampuero, U. Bütikofer, D. Scherrer, R. Badertscher, R. Hadorn, Fleischwirtschaft International 6, 2009, 61-64

 

Bioactive substances in meat and meatproducts, A. Schmid, Fleischwirtschaft International 2, 2010

 

Oxidative stability and aroma of UFA/CLA (unsaturated fatty acids/conjugante linoleic acid) enriched butter, Silvia Mallia, Diss. ETH No. 18020, Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich

Characterization and Quantification of Odor-Active Compounds in Unsaturated Fatty Acid/Conjugated linoleic Acid (UFA/CLA)-enriched Butter during Storage and Induced Oxidation. S. Mallia, F. Escher, S. Dubois, P. Schieberle, H. Schlichtherle-Cerny, Journal of Agricultural and Food Chemistry. 57, (16), 2009, 7464-7472

 

Correlation of sensory evaluation and chemiluminescence measurements of oxidized potato chips,

H. Kneubuehler, F. Kaeser, 2009, Poster Presentation Pangborn Sensory Science Symposium 2009, Florenz

Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten (Deutsch)

Die neue Forschungsgruppe setzt sich aus den ursprünglichen Projekten Milchverarbeitung und Fleischverarbeitung zusammen. Ihr oberstes Ziel ist, das Image von Milch- und Fleischprodukten durch fundierte wissenschaftliche Erkenntnisse zu verbessern. Weiter setzt sich die Gruppe dafür ein, dass diese Produkte eine hohe sensorische und ernährungsphysiologische Qualität aufweisen und hinsichtlich Nachhaltigkeit optimiert werden.

Unsere Forschungsarbeiten sollen dazu beitragen, dass in der Zukunft genügend wissenschaftliche Informationen vorhanden sind, um positive Wirkungen von Milch- und Fleischprodukten auf die Gesundheit hervorheben zu können. Mittels Literatur-Reviews, Lebensmittel-Analysen, in-vitro Versuchen, Tierversuchen und Humanstudien werden Milch- und Fleischprodukte aus biologischer und konventioneller Produktion charakterisiert sowie die Bioverfügbarkeit einzelner Nährstoffen sowie die immun-regulierende und metabolische Wirkung von Milchprodukten belegt.

Mit unseren wissenschaftlichen Grundlagen zur Zucker- und Salz-Reduktion wollen wir die Möglichkeiten und Grenzen solcher Reduktionen aufzeigen und die Branche bei der Anpassung ihrer Rezepturen unterstützen.

Unsere Erkenntnisse sollen zur Verminderung unerwünschter sensorischer und ernährungsphysiologischer Veränderungen während der Lagerung beitragen. Insbesondere Farbveränderungen, Texturveränderungen und Oxidationsprobleme werden untersucht. Neue Analysenmethoden zur Prognostizierung der Oxidation in Fleisch- und in Milchprodukten werden entwickelt. Damit soll die Haltbarkeit von Lebensmitteln, unabhängig von empirischen Erfahrungswerten, individuell bestimmt werden können.

Um die Erwartungen von Personen über 50 Jahren bezüglich gesunden tierischen Nahrungsmitteln besser zu verstehen, wird eine entsprechende Studie ausgewertet und publiziert. So soll sichergestellt werden, dass die Forschungsgruppe auch mit relevanten Themen für diese Bevölkerungsgruppe einen Beitrag leistet.

Zusätzlich wird ein Antrag für das NFP  „Nutrition and sustainable food production“ vorbereitet.

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

Aktuelle Forschungsergebnisse werden durch eine stufengerechte Vermittlung an das Zielpublikum des Projektes (Milch- und Fleischverarbeitung, Branchenorganisationen, Ernährungsfachleute, Konsumenten, Ausbildungsstätten, Institutionen und Behörden) in Form wissenschaftlicher und praxisorientierter Publikationen, Stellungnahmen, Vorlesungen oder Vorträgen weitergegeben. Wissenschaftlich relevante Ergebnisse werden an nationalen und internationalen Kongressen präsentiert und in Fachzeitschriften publiziert.

Gewerbliche und industrielle Milch- und Fleischverarbeiter sowie die Lebensmittelindustrie und Branchenorganisationen werden über Vorträge, praxisbezogene Publikationen sowie durch direkte Kontakte über neue Forschungsergebnisse von ALP informiert. Die direkten Kontakte erfolgen bei KMUs über Molkereikonsulenten und bei der Industrie über regelmässige Meetings und Jahresendsitzungen mit der Projektleitung. Dabei werden gemeinsame Arbeiten besprochen und neue Zusammenarbeiten geplant.

Kontakte zu Ernährungsfachleuten (Ernährungswissenschaftler, -mediziner, Ernährungsberatung, Konsumentenorganisationen), gemeinsame Projekte und praxisorientierte Berichte in deren Zeitschriften tragen dazu bei, dass Konsumenten Milch- und Fleischprodukte als hochwertige Nahrungsmittel schätzen.

An ALP erarbeitetes Wissen findet über Zusammenarbeiten und Vorlesungen Zugang zu Hochschulen, Fachhochschulen und Universitäten (ETHZ, SHL, HEVS, ZHAW, BFH, EPFL, UniFr). Zusammenarbeiten finden im Rahmen von Praktikums-, Bachelor- Masterarbeiten und Dissertationen sowie mittels KTI, COST und National Fond -Projekten statt.

Behörden und Verwaltung (BLW, BAG, etc.) werden im Rahmen der vorgesehenen Berichterstattung über den Stand der Arbeiten informiert. Wir bieten fachliche Unterstützung bei Anfragen zu den tierischen Produkten.

URL-Adressen (Deutsch)

http://www.agroscope.admin.ch/lebensmittelqualitaet/05857/index.html?lang=de
http://www.agroscope.ch