Lebensmittelentwicklung und -qualität

Abteilung Prof. Dr. Tuba Esatbeyoglu

Unser Forschungsschwerpunkt liegt auf technologisch und ernährungsphysiologisch funktionellen Lebensmittelinhaltsstoffen natürlichen Ursprungs (insbesondere sekundäre Pflanzenstoffe, Vitamine), die zur Qualität von Lebensmitteln beitragen.

Im Fokus unseres Forschungsinteresses stehen insbesondere die instrumentelle Analytik, die Isolierung sowie die in vitro Bioaktivität verschiedener Lebensmittelinhaltsstoffe, u.a. auch aus Nebenströmen der Lebensmittelindustrie. Auch Lebensmittelqualität und Lebensmittelsicherheit sind in diesem Zusammenhang wichtige Forschungsfelder. Weitere Schwerpunkte sind die Entwicklung von neuen Lebensmitteln sowie Fragen der Nachhaltigkeit. Dabei sind nicht nur unsere Forschungsthemen interdisziplinär, sondern auch die Ausbildungsfelder unserer Teammitglieder: Biologie, Ernährungswissenschaften und (Lebensmittel-) Chemie.

Analytik technologisch und physiologisch funktioneller Inhaltsstoffe

  • Extraktion von Inhaltsstoffen (z. B. per Ultraschall, SFE)
  • Qualitative und quantitative Bestimmung von Lebensmittelinhaltsstoffen
  • Methodenoptimierung, -entwicklung und -validierung mittels: (U)HPLC (DAD, Fluoreszenz), LC-MS, GC-FID, GC-MS
  • aktivitätsgeleitete Fraktionierung
  • Semisynthese und Isolierung unbekannter Verbindungen als Prozess-, Alterungs- oder Authentizitätsmarker
  • Einfluss der Lagerung und Prozessierung auf das Inhaltsstoffspektrum (Hitze, Dampfgaren etc.)
  • Authentizitätsbestimmungen
  • Strukturaufklärung

In vitro-Analysen zur Aufnahme und Bioaktivität technologisch und physiologisch funktioneller Inhaltsstoffe

  • Überprüfung der toxikologischen Unbedenklichkeit
  • Testung der in vitro Bioaktivität in Zellkulturstudien, wie antioxidative, anti-inflammatorische, anti-diabetische, anti-kanzerogene Effekte etc. auf Gen- und Proteinebene
  • In vitro gastrointestinale Verdauung (Bestimmung per UHPLC)
  • In vitro Bioverfügbarkeit im Caco-2-Zellmodell
  • Bestimmung der Lipidperoxidation (BODIPY-Assay, MDA per HPLC)
  • Bestimmung antioxidativer Enzyme wie SOD, CAT, GPx

Mikrobiologie und Einsatz von UV-C/LED

Im BIO II-Labor werden mikrobiologische Verfahren zur Identifikation und Quantifizierung von pathogenen, sporen- oder toxinbildenden und verderbniserregenden Mikroorganismen angewandt und getestet. Dabei werden neben den konventionellen Methoden auch verschiedene Schnellmethoden eingesetzt, angewandt und validiert. Für das Greenlight™ System wurden Applikationen für den Nachweis der Gesamtkeimzahl in Fleischprodukten, Gemüse und Milch entwickelt. Für den Nachweis von Pseudomonas aeruginosa und dem VBNC-Zustand im Wasser wurde ein Tod-Lebend-Nachweis mittels q-PCR und Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung etabliert.

In unserem lebensmikrobiologischen BIO II-Labor führen wir Forschungs- und Auftragsarbeiten mit folgenden Schwerpunkten durch:

  • Nachweis von krankheits- und verderbserregenden Mikroorganismen in Lebensmitteln, Lebensmittelrohstoffen, Oberflächen etc.
  • Belastungs- bzw. Challengetests von Lebensmitteln mit Pathogenen und Verderbserregern zur Risikoabschätzung
  • Mikrobiologische Schnellnachweismethoden – Entwicklung und Validierung
  • Einsatz von UV-C-Strahlung zur Keimreduzierung
  • Einsatz von Dekontaminationsverfahren (Wasserstoffperoxid, Chlordioxid, UV-C-Strahlung) zur Keimreduktion
  • Mikrobiologische und lebensmittelhygienische Beratung
  • Prüfung und Beratung zur Luft-, Personal- und Umgebungshygiene

METHODEN UND AUSSTATTUNG

Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die Ausstattung unseres Institutes, sowie verschiedene Methoden, die wir zur Beantwortung unserer Forschungsfragen verwenden.

Methoden in der Zellkultur und Molekularbiologie

  • Kultivierung diverser Zelllinien

    z. B. Leber (HepG2, Huh7), Makrophagen (RAW246.7), Darm (Caco-2, HT-29), Ovarien (CHO)

  • Weitere Methoden
    • Transfektion
    • Zytotoxizitätsassays (Neutralrot, LDH, MTT, WST-1, SRB, Resazurin, ATP, Plattierungseffizienz)
    • Genotoxizitätsassays (Comet, Micronucleus)
    • Mutagenitätsassays (H(P)GRT, Ames)
    • Enzymassays (wie α-Amylase, α-Glucosidase)
    • Reportergenassays
    • Bioverfügbarkeit (Transwell-System mit Caco-2 Zellen)
    • Primer-Design
    • Real-Time PCR (QuantStudio™ 3)
    • Spektrophotometer (NanoDrop One C; 190-850 nm)
    • Western Blot Imaging System (iBright™ FL1500)
    • ELISA (Tecan Infinite M200 mit zwei Injektoren, Absorption (230-1000 nm), Fluoreszenz(230 bis 600 nm) sowie Chemilumineszenz)
    • Durchflusszytometrie

Instrumentell analytische und präparative Techniken

  • Analytische Chromatographie
    • (U)HPLC mit DAD: 190 – 640 nm und Fluoreszenz-Detektor: 120 – 1200 nm (Agilent 1290 Infinity LC System)
    • HR UPLC-ESI/APCI MS: QTof Premier
  • Extraktionstechniken
    • Ultraschall (Bandelin Sonopuls HD 2200.2, Frequenz: 20 kHz, Amplitudenbereich: 10 – 100 %, 2  – 1000 mL)
  • Präparative Chromatographie
    • Flash-Chromatographie
    • Membranchromatographie
    • Countercurrent chromatography
    • präparative Aufreinigung mittels HPLC
    • semi- und präparative HPLC: ESI-LC-MS
  • Spektroskopie
    • Spektrophotometrie
    • Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR)
    • Zirkulardichroismus-Spektroskopie
    • 1D- und 2D-NMR Zirkulardichroismus-Spektroskopie (Bruker Ascend 600 MHz mit Avance NEO Konsole, Sample Case und Cryo-Probenkopf DUL)
  • Photometrische Assays
    • Photometrische Assays zur Bestimmung der radikalfangenden Eigenschaften (TEAC, ORAC, FRAP, CUPRAC und DPPH)

Lebensmittelmikrobiologie

Sensorik

  • Sensoriklabor

    Beurteilung der sensorischen Qualität bei der Entwicklung von neuen Lebensmitteln (Sensoriklabor (nach DIN EN ISO 8589 mit 10 Prüfkabinen).

Gastronomie

  • Technikum für Speisenproduktion

    Die Ausstattung des Technikums für Speisenproduktion ist angelehnt an gastronomische Einrichtungen. Hier finden die Produktentwicklung und Herstellung von Lebensmitteln sowie die Lehre statt. An das Technikum grenzen die Räumlichkeiten für Rheologie, Sensorik, chemische Analytik und der Lebensmittelmikrobiologie. Die räumliche Nähe ermöglichen eine umfassende Ausbildung im Bereich Qualitätsmanagement, Technologie, Analyse und Entwicklung von neuen Produkten.

UNSERE THEMEN IN DER LEHRE

Die Abteilung Lebensmittelentwicklung und -qualität ist zentral in die Lehre der Fachrichtung Lebensmittelwissenschaft der Lehramtsstudiengänge Bachelor of Science - Technical Education und Master of Education - Lehramt an berufsbildenden Schulen, sowie des fachwissenschaftlichen Masterstudiengangs Food Research and Development involviert.

Die Module reichen von Vorlesungen über Fortgeschrittenenpraktika und Seminare bis zu Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten.

Prof. Dr. Tuba Esatbeyoglu

Dr. rer. nat. Hans-Dieter Werlein

Dr. rer. nat. Tina Kostka

  • Modul: Wirkstoffe in Lebensmitteln

    B) Analytik und anwendung funktioneller Lebensmittelinhaltsstoffe (S)

    2. Semester Masterstudiengang Food Research and Development / Lebensmittelwissenschaft

  • Modul: Molekulare Lebensmittelforschung

    B) Molekulare Nachweismethoden/Nutrigenomik (S)

    3. Semester Masterstudiengang Food Research and Development / Lebensmittelwissenschaft

M. Sc. Dennis Krygier

KONTAKT

Prof. Dr. rer. nat. habil. Tuba Esatbeyoglu
Adresse
Am Kleinen Felde 30
30167 Hannover
Gebäude
Raum
134
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30167 Hannover
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