Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Wissenschaft und Forschung: Ausgabe 11/2015, 03.11.2015

Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie

Die Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie befasst sich mit grundlegenden Themen der Nachhaltigkeit im Lebensmittel- und Ernährungssektor. Dabei betrachtet das Team ökologische, ökonomische, soziale und gesundheitliche Aspekte entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Lebensmitteln.

Autor: Jürg Buchli Leitung der Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie am ILGI der ZHAW, juerg.buchli@zhaw.ch Claudia Müller Dozentin an der Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie am ILGI der ZHAW, claudia.mueller@zhaw.ch

Bilder: Shutterstock

Nachhaltigkeit ist ein Megatrend in der Lebensmittelindustrie. Viele Firmen wollen nachhaltig sein und sich damit profilieren. Bislang sind jedoch nur wenige wirklich bereit, in eine nachhaltige Entwicklung zu investieren, weshalb dieser «Trend» global gesehen auch nur wenig verändert hat. Wirklich positive Ansätze sind beispielsweise in der Schokoladenbranche zu erkennen, mit klaren Projekten zur nachhaltigen Beschaffung des Rohstoffs Kakao. Der Preiskampf im Detailhandel lässt aber insgesamt nur wenig Spielraum zu. Auch Unwissenheit, Konflikte zwischen dem Willen etwas zu ändern und den damit verbundenen Kosten, sowie Gewohnheiten, die nur schwer abzulegen sind, sind weitere Gründe warum Lebensmittelproduzenten, -händler wie auch Konsumenten oftmals nicht nachhaltig agieren. Die Tätigkeiten der Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie setzen an dieser Stelle an und versuchen durch eine Steigerung der Transparenz im «Nachhaltigkeitsdschungel» sowie dem Aufzeigen möglicher Handlungsoptionen eine nachhaltige Entwicklung in der Lebensmittelbranche zu fördern.

Nachhaltigkeit in der Forschung.

Die Forschungstätigkeiten der Fachstelle fokussieren auf eine optimierte Ressourcennutzung in der Lebensmittelproduktion und -verarbeitung sowie der Förderung einer nachhaltigen Ernährung. Bearbeitete Forschungsthemen sind die Nachhaltigkeitsbeurteilung von Lebensmitteln unter Zusammenfassung der Resultate in Indices, die Selbstbeurteilung von Betrieben sowie Untersuchungen zum Thema Food Waste. Verfahrenstechnisches Forschungsgebiet ist der 3D-Druck von Lebensmitteln, insbesondere im Zusammenhang mit Lebensmittelabfällen. Ein spezieller Fokus der Fachstelle liegt auf dem Aspekt Energieeffizienz von Verfahren zur Lebensmittelherstellung. Energieoptimierungspo-tentiale in bestehenden Prozessen werden durch den Vergleich mit dem thermodynamisch notwendigen Minimum (sogennante Energiebenchmark) erkannt. Im Anschluss lässt sich das Eco-Design neuer Produkte und Prozesse mit diesem Benchmark objektiv bewerten.

Organische Abfälle aus der Lebensmittelindustrie in der Schweiz.

Seit 2012 gibt es in der Schweiz Bemühungen, Nahrungsmittelabfälle, die entlang der Lebensmittelkette anfallen, zu quantifizieren und geeignete Massnahmen für deren Reduktion einzuleiten. Auf den Stufen der landwirtschaftlichen Produktion, der Gastronomie des Detailhandels sowie des Konsums haben Wissenschaftler bereits Studien zur Quantifizierung der Lebensmittelabfälle durchgeführt. Für die Stufe der industriellen Verarbeitung von Lebensmitteln in der Schweiz fehlen bislang hingegen strukturierte Datenerhebungen und Auswertungen. Um diese Datenlücke zu schliessen, bearbeitet die Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie gemeinsam mit der Fachstelle Umweltbiotechnologie (Institut für Biotechnologie) ein vom Bundesamt für Umwelt BAfU initiiertes Projekt. Dabei erarbeiten die Forscher eine nach Branchen strukturierte, detaillierte Massenflussanalyse der Lebensmittelverluste, die in der schweizerischen Lebensmittelindustrie anfallen. In dieser Massenflussanalyse wollen die Experten bestehende Verwertungspfade der Lebensmittelverluste darstellen und potentielle Alternativen dazu aufzeigen.

Optimierte Nutzung der Kakaofrucht.

In der gängigen Praxis kommt von der Kakaofrucht meist nur die Kakaobohne zur Verwendung, um hochwertige Produkte wie Schokolade herzustellen. Während der Kakaobohnenfermentation wird die Kakaopulpe (Fruchtfleisch, welches die Bohne umgibt) auf Grund mikrobieller Enzyme verflüssigt und von den Bohnen als Abfallprodukt abgetrennt. Die wohlschmeckende Kakaopulpe geht dabei für die menschliche Ernährung verloren. Im Rahmen eines Projektes untersuchen Fachleute derzeit, ob ein Teil der Pulpe (die entweder vor der Fermentation mechanisch entfernt wurde oder während der Fermentation als sogennanter Kakaohonig abfliesst) zur Herstellung weiterer Produkte verwendbar ist. Dadurch soll eine zusätzliche Einnahmequelle für die Kakaobauern und möglicherweise für ansässige Frauengruppen, welche die Pulpe verarbeiten, generiert werden. Das Fermentationsergebnis der Kakaobohnen darf dabei selbstverständlich keinen negativen Einflüssen ausgesetzt sein, um die geforderten Qualitätsstandards weiterhin erfüllen zu können. Das Projekt bearbeitet deshalb die Fachstelle gemeinsam mit der Fachstelle Mikrobiologie des Instituts für Lebensmittel- und Getränkeinnovation. In einer ersten Pilotphase wurden bereits studentische Arbeiten sowohl in der Schweiz als auch in Honduras durchgeführt.

3D-Foodprinting.

Das dreidimensionale Drucken hat schon lange den Weg aus den Science - Fiction - Filmen in die Realität gefunden. Auch die ZHAW forscht an der Entwicklung der 3D-Drucker mit. Die Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie erprobt Methoden zum Druck von Lebensmitteln, mit dem Ziel, Ressourcen, die derzeit nicht (zum Beispiel Insekten) oder nicht mehr (beispielsweise Lebensmittelabfälle) zum Verzehr an den Konsumenten gelangen, in eine appetitliche und geniessbare Form zu bringen. In einem weiteren Projekt sucht das Team nachhaltige Rohstoffe, um die Umweltbelastung durch 3D-Modelle aus der Architektur zu minimieren.

Energieeffizienz/-benchmarks.

Der Energieverbrauch belastet zum einen die Umwelt (CO2-Ausstoss) und hat zum anderen Auswirkungen auf die Ökonomie (hohe Kosten). Energieeffizienz in der Lebensmittelproduktion ist für die Zukunft ein nicht zu unterschätzender Kostenvorteil im harten Wettbewerb der industriellen Lebensmittelherstellung, vor allem unter Berücksichtigung weiter steigender Kosten für fossile und elektrische Energie. Die Schweizer Lebensmittelindustrie hat über alle Energieprogramme und mit den CO2-Zielvereinbarungen schon einiges zum Schweizer Reduktionsziel beigetragen, trotzdem sind weitere Anstrengungen notwendig. Hier setzt die Energieforschungstätigkeit der Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie an. Primäres Forschungsziel ist die Erarbeitung von Benchmarks für die wichtigsten Lebensmittelproduktionsverfahren und darauf aufbauend für Produkte oder Produktgruppen. Als objektive Basis dient der physikalische Mindestenergieverbrauch, der sich aus der Thermodynamik des Prozesses errechnet. Energiemessungen im konkreten Prozess, Soll-Ist-Vergleiche und Energiebilanzierungen erarbeitet die Fachstelle als Grundlage für weitere Energieeffizienzsteigerungsmassnahmen. Die Energiebenchmarks erlauben auch die Priorisierung der Projekte auf Basis der errechneten Effizienz des Verfahrens.

Nachhaltigkeitsbeurteilung von Speisen in der Ausser-Haus-Verpflegung.

Unsere Ernährung hat einen starken Einfluss auf die Umwelt und beeinflusst auch die individuelle Gesundheit in erheblichem Masse. Um eine Änderung im Ernährungsverhalten zu bewirken und somit die Umwelt zu schonen, beziehungsweise die Gesundheit zu fördern, ist es wichtig, den KonsumentInnen Informationen bereitzustellen, die es ihnen gestatten, umweltfreundliche und ausgewogene Lebensmittel auszuwählen. Auch das Angebot derartiger Speisen muss gegeben sein. Auf Basis dieser Überlegungen hat die Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie den sogennanten Menü-Nachhaltigkeits-Index (MNI) entwickelt, ein Instrument zur Beurteilung von Speisen in der Ausser-Haus-Verpflegung in den Nachhaltigkeitsdimensionen Umwelt und Gesundheit. Durch die Bewertung der Menüs mittels MNI steht den Anbietern der Ausser-Haus-Verpflegung eine einfach verständliche, aber dennoch wissenschaftlich fundierte Orientierungshilfe für eine nachhaltige Menüauswahl ihrer Kundschaft zur Verfügung (Auszeichnung der angebotenen Menüs am Point of Sale). Ausserdem kann das entsprechende computerbasierte Tool, das den MNI generiert, Küchenverantwortliche darin unterstützen, Menüs so zusammenzustellen, dass sie hinsichtlich der Gesundheits- und Umweltdimension einen Mehrwert bieten. Den MNI haben Studierende im Rahmen verschiedener studentischer Arbeiten entwickelt und liegt momentan als Prototyp vor. In einem Folgeprojekt will die Fachstelle den MNI nun weiterentwickeln, validieren und die Informationen in wirksame Kommunikationsmassnahmen einbetten.

Nachhaltigkeit in der Lehre.

Auch in der Lehre ist die Fachstelle Nachhaltigkeit und Energie tätig. Es existieren sowohl Angebote auf Bachelor- wie auch auf Masterstufe. Im Rahmen des Wahlpflichtkurses «Nachhaltigkeit in der Wertschöpfungskette» erlangen die Studierenden des Bachelorstudiengangs Lebensmitteltechnologie (5. Semester) grundlegende Kenntnisse im Bereich Nachhaltigkeit. Dabei behandeln die Dozenten alle Nachhaltigkeitsdimensionen in Bezug auf die Lebensmittelbranche systemisch und analysieren diese kritisch. Sie vermitteln Nachhaltigkeitsbeurteilungen, -modelle und -strategien und diskutieren mögliche Handlungsfelder. Auch in anderen Lehrveranstaltungen des Bachelorstudiengangs Lebensmitteltechnologie ist Nachhaltigkeit ein Thema. So erhalten die Studierenden im Kurs «Wertschöpfungskette Lebensmittel» beispielsweise die Aufgabe, über eine Massenflussanalyse die Mengen- und Energieströme der Wertschöpfungskette eines Lebensmittels zu erfassen und diese aus Nachhaltigkeitsperspektive zu bewerten.

Im Mastermodul T16 «Sustainable Sourcing, Processing and Tracing of Food» werden den Studierenden des Masterstudiengangs Life Sciences die Elemente eines nachhaltigen Lebensmittelsystems gelehrt und in die Praxisanwendung umgesetzt.



Weitere Informationen:
https://www.zhaw.ch/de/lsfm/
Dieser Artikel ist der neunte von zehn Beiträgen, der die Fachstellen am Institut für Lebensmittel- und Getränkeinnovation, ILGI, der ZHAW vorstellt.