Final report for the CORE Organic Cofund funded project "Development of smart and low energy input processing chains, natural food additives colourants, and supportive material for a code of practice to increase sustainability and consumer acceptance of organic food stuffs - SusOrgPlus"

SusOrgPlus has developed novel, affordable smart processing systems with dynamic control (e.g. temperature, humidity,) for the production of high quality ingredients and highly nutritious dried (and further processed) products. The results obtained show a high potential for non-invasive product monitoring of moisture content, colour and valuable compounds during drying processes and to further improve the developed product related, individual drying strategies. Additionally, alternative control point driven strategies were investigated which were intermittent, product and step wise drying and were compared to air temperature controlled drying utilizing simple and cost-effective sensors and microcontrollers. The results show the high potential to increase product quality as well as process efficiency of drying processes. The development and modelling of the CO2 neutral heat pump batch dryer shows a high potential to phase out fossil fuels to enable future processing chains with low environmental impacts will increase the sustainability of organic produce. Further, methods (drying/milling, extraction/microencapsulation) for plant based and rich in secondary plant compounds (antioxidants, lycopene etc.) powder and extract development were evaluated regarding product quality. They were further utilized to enrich organic foods (colorants, flavorings and nutritional fortification) and develop innovative foods like bakery products or pasta or dried fruits and vegetable. This will help the organic sector to increase the competitiveness and the potential to phase out contentious artificial substances, i.e. colourants and other ingredients, due to improved processing strategies and plant-based substitutes. Additionally, it will help to reduce direct waste of food and utilise and upgrade products that are rejected from the market or help to utilise by-products (e.g. tomato juice production) or underutilized species (e.g. nettle). The developed products have been assessed by chemical and sensory analyses and products and drying systems have been evaluated on their environmental and economic impact (LCA/LCCA) to show clearly the advantages of new drying systems and new products. Results obtained will feed in the Code of Practice (CoP) to be available to processors. The results have also been presented at national and international workshops, fairs, seminars/webinars and in scientific and stakeholder related articles. The involvement of students supported the training of high qualified employees sensitised for the needs of the sector to improve the sustainability of future food processing

Entwicklung von Qualitätsstandards und optimierten Verarbeitungsverfahren für biologisch angebaute Produkte

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

Modul 4.2 Drying of herbs/Gewürz- und Kräutertrocknung/Essiccamento di erbe

This module should give the user a deeper understanding of the drying process of herbs and highlights the influencing factors on high product quality and efficient processing

Essiccamento di erbe e spezie (Modulo 4.2)

- Scopi generali e cambiamenti dovuti alla disidratazione - Parametri di qualità di erbe disidradate - Obiettivi dell’essiccamento di erbe - Fattori che influenzano la qualità delle erbe - Ulteriori fattori influent

Modul(e) 4.3 Fruit drying/Obsttrocknung/Essiccamento (frutta)

This module should give the user a deeper understanding of the drying process of fruits and highlights the influencing factors on high product quality and efficient processing

Essiccamento della frutta (Modulo 4.3)

- Obiettivi generali e cambiamenti dovuti alla disidratazione - Approcci scientifici - Disidratazione del prodotto degli alberi da frutto - Parametri di qualità della frutta disidratata - Obiettivi dell‘essiccamento della frutta disidratata - Fattori che influenzano la qualità della frutta - Miglioramenti nella disidratazione della frutta - Produzioni di polver

SusOrgPlus – Intelligente Lebensmittelverarbeitung, natürliche Zusatz- und Farbstoffe

SusOrgPlus ist ein multi- und transdisziplinäres Projekt, das die Entwicklung von Systemlösungen zur Verarbeitung ökologischer Lebensmittel beabsichtigt welche unter anderem Ressourceneffizienz, hohe Produktqualität und Nutzungswege für unzureichend genutzte Rohwaren und die Entwicklung neuer Produkte mit Mehrwert beinhalten. Somit wird SusOrgPlus dazu beitragen, die Nachhaltigkeit der ökologischen Lebensmittelbranche sowie die Verbraucherakzeptanz zu steigern und dadurch die Wettbewerbsfähigkeit der Verarbeiter zu verbessern. Die Einbindung von führenden Lebensmittelwissenschaftlern, Verfahrens- und Regelungstechnikern aus Mittel-, Nord-, Süd- und Osteuropa wird sichergestellt, dass alle Aspekte, welche für Prozessoptimierung und Ressourceneffizienz von Bedeutung sind, adäquat berücksichtigt werden. Dadurch ist die Relevanz des Projektes für den europäischen Raum, sowie darüber hinaus, gewährleistet

Impact of processing temperature on drying behavior and quality changes in organic beef

[EN] The drying of beef has gained an increasing interest and the organic market shows an increasing demand for dried beef products. In this study, organic beef meat slices were dried at 50 °C, 60 °C and 70 °C. Moisture content and color was measured throughout the drying process alongside Vis/VNIR hyperspectral images of the slices. The results of the total color difference (ΔE) showed the biggest change for samples dried at 50 °C (ΔE = 25.6). The aw value was the lowest for slices dried at 50 °C (0.744). The hyperspectral data gave promising results regarding non-invasive prediction of moisture content and color.The Authors wish to thank the Core Organic Plus Programme for the financial support within the SusOrganic project (Project Number: BLE - 2814OE006), and the SusOrgPlus Project (Project Number: BLE – 2817OE005) and the Reload Project (Project No.: BMBF - 031A247A).Von Gersdorff, G.; Shrestha, L.; Raut, S.; Retz, S.; Hensel, O.; Sturm, B. (2018). Impact of processing temperature on drying behavior and quality changes in organic beef. En IDS 2018. 21st International Drying Symposium Proceedings. Editorial Universitat Politècnica de València. 1823-1830. https://doi.org/10.4995/IDS2018.2018.7792OCS1823183

Influence of storage time on essential oil components in dried hops

Hop processors often store fresh hops in silos prior to drying. There has been little knowledge regarding the effect of storage on hops. To investigate the effects on product quality, freshly harvested hop cones were stored for 5 and 24 hr respectively and dried for 210 min at 65°C thereafter. The results obtained from gas chromatography (GC) investigations show an increase in linalool, ß-carophyllen, humulen and geraniol content and decrease in myrcene content based on the period of storage