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Animal husbandry methods also play an important role in public discussion, as animal welfare is often valued in society by visual perceptions. In this context, there is often an idealized idea of livestock husbandry and nutrition, which is staged by ideal-typical images. In the minds of many citizens, nature-loving images trigger a positive imagination that results from the longings of urban living conditions. Media and stakeholder analyses indicate that the use of straw in livestock husbandry and nutrition also has a positive impact on the welfare of livestock. According to this, straw is preferred by the public for more animal welfare. But what is not considered is the fact that the straw must be of impeccable hygienic quality
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Thema der Darstellung von Vegetation im Kontext des Building Information Modeling (BIM) und hierbei insbesondere mit der Entwicklung eines Datenmodells für ausgewählte Baumarten.
Die Anwendung der BIM-Methode wird in der Landschaftsarchitektur zunehmend gefordert. Zurzeit sind die Integration und die Arbeit mit der BIM-Methode noch mit großen Herausforderungen verbunden. Für die Landschaftsarchitektur fehlen definierte Objekte im internationalen, herstellerneutralen Austauschformat Industry Foundation Classes (IFC). Es fehlen neben den Objekten des Freiraums die Workflows zur Modellierung der Objekte, die beschreibenden Informationen und die Zuordnung zu den Detaillierungsgraden.
Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit besteht darin, eine Methode zum Generieren von parametrischen Baummodellen zu entwickeln. Es werden individuelle Baummodelle in der CAD/BIM-Software Autodesk Revit modelliert. Die Baummodelle sollen den Lebenszyklus einer Pflanze abbilden. Das in dieser Arbeit erstellte Baummodell ermöglicht die Abbildung einer Vielzahl von Kronen- und Wurzelformen. Die generierten Baummodelle beinhalten Wachstumsfunktionen mit spezifischen Parametern für die Gesamthöhe, die lichte Stammhöhe, den größten Kronendurchmesser, die Höhe des größten Kronendurchmessers sowie Länge und Tiefe der Wurzel. Zusätzlich zur Geometrie des Modells werden relevante Informationen als konsistenter Parametersatz definiert. Die Informationen können den BIM-Anwendungsfällen zugeordnet werden. Die Parametersätze für das Erscheinungsbild der Modelle und die Informationen zu den Eigenschaften werden über Dynamo gesteuert. Das ermöglicht den direkten Austausch der Modelle und der zugehörigen Informationen.
Ein erläuterndes Video (HAVERLAND 2022) zur Vorgehensweise und den Ergebnissen findet sich unter https://youtu.be/Azx3mPMu3Ng
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem BIM-basierten (Building Information Modeling) Bauantrag und der Frage, welche Anforderungen hierfür bei BIM-Modellen der Außenanlagenplanung zu berücksichtigen sind.
Das Baugenehmigungsverfahren, wie man es heute kennt, ist zeit-, kosten- und personalintensiv sowie von langen Laufzeiten geprägt. Im Hinblick auf aktuelle Herausforderungen für die Planungs- und Baubranche wie Klimaanpassung, Verkehrswende und Wohnungsnot bei gleichzeitig immer komplexer werdenden bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen ist eine Modernisierung des Bauantragsverfahrens unabdingbar. Mit dem Standardisierungsprojekt ,Austauschstandards im Bau- und Planungsbereich‘ des IT-Planungsrates wird daher seit einigen Jahren die Digitalisierung des Baugenehmigungsverfahrens vorangetrieben. So soll der Austausch von Daten und Informationen zwischen allen Beteiligten (planende Stelle, Genehmigungsstelle Antragsteller*innen usw.) zukünftig digital und unter bundesweit verbindlichen, herstellerneutralen, offenen Datenstandards erfolgen. Gleichzeitig ermöglicht die Einführung des digitalen Baugenehmigungsverfahrens auch die Einbindung von BIM-Modellen. Wie diese im digitalen Bauantragsverfahren genutzt werden können, welche Anforderungen diese erfüllen müssen und welche Chancen und Mehrwerte dadurch entstehen (z. B. durch die teilautomatisierte Regelprüfung von bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen) wurde bereits im Forschungsprojekt ‚BIM-basierter Bauantrag‘ im Rahmen der Forschungsinitiative ‚Zukunft Bau‘ untersucht. Hierbei wurden allerdings insbesondere Gebäudemodelle betrachtet.
Zunehmend wird die Anwendung der BIM-Methode jedoch auch von der Landschaftsarchitektur gefordert. Aufgrund bisher nicht definierter Objekte im internationalen, herstellerneutralen Austauschstandard von BIM-Modellen IFC (Industry Foundation Classes) für den Bereich Landschaft, ist die Teilhabe an BIM-Prozessen zurzeit noch eine große Herausforderung für die Landschaftsarchitektur. So fehlen neben Objekten des Freiraums Standards sowohl hinsichtlich der Modellierung als auch für die zu beschreibenden Attribute in den erforderlichen Detaillierungsgraden.
Ziel dieser Arbeit ist es daher, Anforderungen an Außenanlagenmodelle für den BIM-basierten Bauantrag zu untersuchen und in eine Modellierungsrichtlinie umzusetzen. Ein weiteres Ziel ist es, mögliche Chancen der teilautomatisierten Regelprüfung von Bauvorschriften für Außenanlagen aufzuzeigen. Hierfür erfolgt zunächst eine Dokumentenanalyse von verschiedenen Bauvorlagenverordnungen. Des Weiteren werden auch die Vorgaben für den Detaillierungsgrad LOD200 (Level of Detail) untersucht. Die Umsetzung der Modellierungsrichtlinie erfolgt exemplarisch am Beispiel der Außenanlagenplanung des Bauvorhabens ‚Elbtower‘ in Hamburg. An diesem Beispiel werden die für den Bauantrag relevanten Objekte des Freiraums und deren geometrischen und semantischen Anforderungen identifiziert. Für Objekte, die bisher nicht im IFC-Standard klassifiziert sind, werden zudem Klassifizierungsvorschläge gemacht, um eine mögliche Aufnahme in die IFC zu forcieren. Die Umsetzbarkeit der Modellierungsrichtlinie wird beispielhaft mit der BIM-Software ‚Autodesk Revit´ verifiziert. Abschließend werden die Möglichkeiten der teilautomatisierten Regelprüfung von bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen an Außenanlagenmodelle anhand exemplarisch ausgewählter Prüffälle untersucht.
Animal husbandry methods also play an important role in public discussion, as animal welfare is often valued in society by visual perceptions. In this context, there is often an idealized idea of livestock husbandry and nutrition, which is staged by ideal-typical images. In the minds of many citizens, nature-loving images trigger a positive imagination that results from the longings of urban living conditions. Media and stakeholder analyses indicate that the use of straw in livestock husbandry and nutrition also has a positive impact on the welfare of livestock. According to this, straw is preferred by the public for more animal welfare.
But what is not considered is the fact that the straw must be of impeccable hygienic quality. Fungal infestation and the formation of mycotoxins in straw can cause diseases in livestock with consequences for animal welfare.
The first evaluation of a perfect straw quality also takes place in science through sensory tests, i.e. through smell, grip, colour and impurities. Only in the case of abnormalities in the sensory tests are further examinations indicated, such as microbiological examination procedures.
The hygienic properties of straw were examined on the basis of these assessment criteria. In addition to the microbiological-hygienic tests, the sensors of the straw were also tested.
The results show that there are no abnormalities in the sensory examination of the hygiene status. This was to observe an impeccable hygiene status.
However, the microbiological-hygienic investigations showed that the straw had microbiological as well as mycotoxin loads above the orientation values. This can have negative health effects, such as diseases for farm animals.
The scientific results led to the conclusion: The public discussion about animal welfare, which is often conducted primarily on the basis of visual impressions, could gain in scientific resilience if it includes objective results such as microbiological analyses in addition to images in order to evaluate animal welfare in livestock farming
Chitin is an abundant waste product from shrimp and mushroom industries and as such, an appropriate secondary feedstock for biotechnological processes. However, chitin is a crystalline substrate embedded in complex biological matrices, and, therefore, difficult to utilize, requiring an equally complex chitinolytic machinery. Following a bottom-up approach, we here describe the step-wise development of a mutualistic, non-competitive consortium in which a lysine-auxotrophic Escherichia coli substrate converter cleaves the chitin monomer N-acetylglucosamine (GlcNAc) into glucosamine (GlcN) and acetate, but uses only acetate while leaving GlcN for growth of the lysine-secreting Corynebacterium glutamicum producer strain. We first engineered the substrate converter strain for growth on acetate but not GlcN, and the producer strain for growth on GlcN but not acetate. Growth of the two strains in co-culture in the presence of a mixture of GlcN and acetate was stabilized through lysine cross-feeding. Addition of recombinant chitinase to cleave chitin into GlcNAc2, chitin deacetylase to convert GlcNAc2 into GlcN2 and acetate, and glucosaminidase to cleave GlcN2 into GlcN supported growth of the two strains in co-culture in the presence of colloidal chitin as sole carbon source. Substrate converter strains secreting a chitinase or a β-1,4-glucosaminidase degraded chitin to GlcNAc2 or GlcN2 to GlcN, respectively, but required glucose for growth. In contrast, by cleaving GlcNAc into GlcN and acetate, a chitin deacetylase-expressing substrate converter enabled growth of the producer strain in co-culture with GlcNAc as sole carbon source, providing proof-of-principle for a fully integrated co-culture for the biotechnological utilization of chitin.
Notable parts of the population in Europe suffer from allergies towards apples. To address this health problem, the analysis of the interactions of relevant allergens with other substances such as phenolic compounds is of particular importance. The aim of this study was to evaluate the correlations between the total phenolic content (TPC), polyphenol oxidase (PPO) activity, antioxidant activity (AOA), and the phenolic compound profile and the content of the allergenic protein Mal d 1 in six apple cultivars. It was found that the PPO activity and the content of individual phenolic compounds had an influence on the Mal d 1 content. With regard to the important constituents, flavan-3-ols and phenolic acids, it was found that apples with a higher content of chlorogenic acid and a low content of procyanidin trimers and/or epicatechin had a lower allergenic potential. This is probably based on the reaction of phenolic compounds (when oxidized by the endogenous PPO) with proteins, thus being able to change the conformation of the (allergenic) proteins, which further corresponds to a loss of antibody recognition. When apples were additionally biofortified with selenium, the composition of the apples, with regard to TPC, phenolic profile, AOA, and PPO, was significantly affected. Consequently, this innovative agronomic practice seems to be promising for reducing the allergenic potential of apples.
Selenium and iodine are essential micronutrients for humans. They are often deficient in food supply due to low phytoavailable concentrations in soil. Agronomic biofortification of food
crops is one approach to overcome micronutrient malnutrition. This study focused on a pre-launch exploration of German consumers’ willingness to purchase selenium- and/or iodine-biofortified apples. For this purpose, an online survey was carried out. In this context, consumers were asked to choose their most preferred apple product from a set card of product alternatives in a discrete choice experiment (DCE). The multinomial logit model results demonstrated that German consumers’ have a particular preference for iodine-biofortified apples. Furthermore, apple choice was mainly influenced by price, health claims, and plastic-free packaging material. Viewed individually, selenium did not exert an effect on product choice whereas positive interactions between both micronutrients exist.
Die Direktvermarktung von landwirtschaftlichen Erzeugnissen spielt in Niedersachsen eine bedeutende Rolle zur Einkommensaufwertung der landwirtschaftlichen Betriebe. Das Internet ist dabei mittlerweile ein entscheidendes Medium zur Kundenansprache. Diese Studie hat daher die Zielstellung, die Bildkommunikation der landwirtschaftlichen Direktvermarkter in Niedersachsen im Rahmen der klassischen Homepage zu untersuchen. Entsprechendes Bildmaterial der Erstansicht der Homepages von Direktvermarktungsbetrieben wurde dafür einer qualitativen und quantitativen Analyse unterzogen. 258 Homepages von niedersächsischen Direktvermarktern wurden in die Auswertung einbezogen. Die Auswertung zeigt: Mehr als jeder zweite niedersächsische Direktvermarkter stellt Gebäude auf der Erstansicht seiner Webseite dar. Es handelt sich hierbei überwiegend um historisch aussehende Gebäude. Weiterhin konnte ermittelt werden, dass neben Gebäuden auch Personen, Tiere, Obst, Gemüse, Pflanzen, Produkte sowie Landschaften auf den Erstansichten der Webseiten dargestellt werden.
Mountainbiking ist eine stark wachsende Natursportart mit einer hohen Teilnehmerzahl an Downhill- Mountainbikern im nördlichen Harz. Aufgrund der Wegebelastung entstehen soziale Konflikte und ökologische Auswirkungen, weshalb attraktive Strecken entwickelt und umweltschonende Lenkungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen. Die Umfrage, die im Zuge dieser Arbeit durchgeführt wurde, ergab, dass die Anforderungen der Mountainbiker naturnahe, schmale und technisch anspruchsvolle Strecken sind. Die Auswirkungen des Mountainbikings betreffen die Tierwelt und sensible Gebiete abseits vorhandener Wege. Für die erfolgreiche Lenkung der Mountainbiker ist Kommunikation zwischen allen Beteiligten in der Landschaftsplanung erforderlich. Es ist auf eine umweltschonende Bauweise, gezielte Streckenführung, klare Beschilderungen, technische Herausforderungen und Wegequalitäten zu achten. Der Ausbau vorhandener Wegeinfrastruktur und aktive Lenkungsmaßnahmen im Harz können zu einer konfliktfreien und umweltfreundlichen Situation des Mountainbikings führen. Zusätzliche Forschungsarbeiten mit konkreten Schwerpunkten einzelner Lenkungskriterien oder ökologischen Auswirkungen können das Management von Mountainbike- Strecken erleichtern.
1. Flower strips are a fundamental part of agri-environment schemes (AESs) introduced by the European Union to counteract the loss of biodiversity and related ecosystem services in agricultural landscapes. Although vegetation composition of the strips is essential for most fauna groups, comprehensive studies analysing vegetation development and influencing factors are rare.
2. From 2017 to 2019, we investigated the vegetation composition of 40 perennial wildflower strips (WFSs) implemented in 2015 or 2016, and 20 cereal fields without WFS across Saxony-Anhalt, Germany. We analysed environmental factors on plot (cover of grasses, shading, soil fertility) and four landscape-scale levels (habitat diversity, proportion of WFS and open habitats). The provision of nectar and pollen resources was estimated by the newly developed Pollinator Feeding Index (PFI). All strips had been implemented by farmers as AES with species- rich seed mixtures comprising 30 native forbs.
3. In all study years, forb species richness, cover and related nectar and pollen supply were much higher on WFSs than on controls, confirming the effectiveness of this AES. Although sown native forbs contributed the most to the high PFI values, spontaneously established forbs expanded the total range of species considerably, especially in winter and spring. While sown forb communities remained similar over time, spontaneous forbs showed a higher species turnover. Altogether, shading and grass cover had the greatest negative effect on the performance of the sown forbs. Landscape variables had only minor effects and were inconsistent in their importance across scale levels and years.
4. Synthesis and applications. Successfully established perennial wildflower strips (WFSs) sown with species-rich native seed mixtures provided a forb-rich and diverse vegetation throughout the AES funding period of 5 years. By supplying feeding resources for pollinators under various landscape situations, WFSs have significant potential to promote farmland biodiversity and related ecosyste services. We recommend the mandatory use of species-rich wildflower mixtures for perennial flower strips and to avoid their creation in heavily shaded field edges. Advisory services for farmers are necessary to prevent failures in WFS implementation and management and to improve their ecological effectiveness.
High levels of meat consumption are increasingly being criticised for ethical, environmental, and social reasons. Plant-based meat substitutes have been with reservations identified as healthy sources of protein in comparison to meat. This alternative offers several social, environmental, and probably health benefits, and it may play a role in reducing meat consumption. However, there has been a lack of research on how specific meat substitute attributes can influence consumers to replace or partially replace meat in their diets. Research has demonstrated that, in many countries, consumers are highly attached to meat. They consider it to be an essential and integral element of their daily diet. For the consumers that are not interested in vegan or vegetarian alternatives to meat, so-called meathybrids could be a low-threshold option for a more sustainable food consumption behaviour. In meathybrids, only a fraction of the meat product (e.g., 20% to 50%) is replaced with plant-based proteins. In this paper, the results of an online survey with 500 German consumers are presented with a focus on preferences and attitudes relating to meathyrids. The results show that more than fifty percent of consumers substitute meat at least occasionally. Thus, approximately half of the respondents reveal an eligible consumption behaviour with respect to sustainability and healthiness to a certain degree. Regarding the determinants of choosing either meathybrid or meat, it becomes evident that the highest effect is exerted by the health perception. The healthier meathybrids are perceived, the higher is the choice probability. Thus, this egoistic motive seems to outperform altruistic motives, like animal welfare or environmental concerns, when it comes to choice for this new product category.
Duckweed is a promising resource for future feed and food production as well as wastewater treatment. However, diseases and pests can critically limit the performance of the production systems. Patches of discolored and bleached duckweed (Lemna minor L.) appeared in hydroponic systems and spread rapidly through the crop. Pythium myriotylum was confirmed as the causing pathogen by microbiological and molecular biological analysis. This is the first report of P. myriotylum on duckweed in Germany. The result and possible countermeasures are discussed.
In order to produce protein-rich duckweed for human and animal consumption, a stable cultivation process, including an optimal nutrient supply for each species, must be implemented. Modified nutrient media, based on the N-medium for duckweed cultivation, were tested on the relative growth rate (RGR) and crude protein content (CPC) of Lemna minor and Wolffiella hyalina, as well as the decrease of nitrate-N and ammonium-N in the media. Five different nitrate-N to ammonium-N molar ratios were diluted to 10% and 50% of the original N-medium concentration. The media mainly consisted of agricultural fertilizers. A ratio of 75% nitrate-N and 25% ammonium-N, with a dilution of 50%, yielded the best results for both species. Based on the dry weight (DW), L. minor achieved a RGR of 0.23 ± 0.009 d−1 and a CPC of 37.8 ± 0.42%, while W. hyalina’s maximum RGR was 0.22 ± 0.017 d−1, with a CPC of 43.9 ± 0.34%. The relative protein yield per week and m2 was highest at this ratio and dilution, as well as the ammonium-N decrease in the corresponding medium. These results could be implemented in duckweed research and applications if a high protein content or protein yield is the aim.
Die Analyse der kommunalen Planungspraxis zur Auswahl und Bewertung von Siedlungsflächen in der Flächennutzungsplanung zeigt auf, welchen Einfluss Forschungsergebnisse auf die aktuelle Planungspraxis haben. Aufbauend auf einer Analyse des Forschungsstandes und der rechtlichen Rahmenbedingungen wird die Bewertung von Siedlungsflächen in 29 verschiedenen Flächennutzungsplänen untersucht. Als Ergebnis wurde ermittelt, dass in der Planungspraxis die Anzahl der Bewertungskriterien und die Komplexität der Bewertung in den letzten Jahren stark zugenommen hat. Außerdem kann gezeigt werden, dass und wie stark sich die Planungsmethodik und die verwendeten Kriterien zur Auswahl und Bewertung von Siedlungsflächen zwischen den einzelnen Gemeinden unterscheiden. Trotz umfangreicher anwendungsorientierter Forschung seit den 1990er Jahren zur Bewertung und Auswahl von Siedlungsflächen lassen sich jedoch nur indirekte Einflüsse der Forschungsergebnisse auf die Planungspraxis identifizieren. Teilweise wurde allerdings festgestellt, dass auch von den Gemeinden selbst neue Kriterien und Vorgehensweisen entwickelt werden.
Die Landwirtschaft ist ein Wirtschaftszweig mit massiven Auswirkungen auf die biologische und agrobiodiverse Vielfalt. Nachhaltige Ernährung ist ein entscheidender politischer Hebel und eine realistische Chance, die Umweltauswirkungen des Agrar- und Ernährungssektors zu verringern und gleichzeitig die menschliche Gesundheit zu verbessern. Auswärts essen ist für viele Verbraucher eine immer häufiger anzutreffende Gewohnheit, und indem sie nachhaltige Gerichte anbieten, können Catering-Unternehmen eine zentrale Rolle spielen. Dazu müssen sie die Nachhaltigkeit ihres Lebensmittelangebots verstehen und richtig einschätzen können, aber es gibt noch keine gut etablierten Bewertungsinstrumente. Im Rahmen des NAHGAST-Projekts, zu dem diese Studie gehörte, wurde ein Instrument zur Bewertung der Nachhaltigkeit für Catering-Unternehmen entwickelt und getestet, das auf konkreten, pro Mahlzeit definierten Zielen basiert. Diese Studie befasst sich mit dem Mangel an Methoden zur Bewertung der Auswirkungen von Lebensmitteln auf die biologische Vielfalt, wobei der Schwerpunkt auf der Agrobiodiversität liegt. Die Arbeit veranschaulicht eine kontextspezifische Anwendung eines erweiterten DPSIR-Modells zur Strukturierung von Informationen und Auswahl von Indikatoren und schlägt eine transdisziplinäre Nutzung bestehender Messgrößen vor. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um wissenschaftlich fundierte Zielwerte oder Nachhaltigkeitsspannen für jeden Indikator pro Mahlzeit zu definieren, damit diese berechnet werden können.
Die Stärken und Grenzen der Studie werden diskutiert.
Quantitative Umweltbewertungen sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, effektiv auf nachhaltige Produktions- und Verbrauchsmuster hinzuarbeiten. In den letzten Jahrzehnten haben sich Lebenszyklusanalysen (LCA) als praktikables Mittel zur Messung der Umweltauswirkungen von Produkten entlang der Lieferkette etabliert. In Bezug auf Nutzer- und Konsummuster wurden jedoch methodische Schwächen festgestellt, und es wurden mehrere Versuche unternommen, Ökobilanzen entsprechend zu verbessern, beispielsweise durch Einbeziehung von Effekten höherer Ordnung und verhaltenswissenschaftlicher Unterstützung. In einer Diskussion solcher Ansätze zeigen wir, dass den Konzepten des Verbrauchs keine explizite Aufmerksamkeit geschenkt wurde, was häufig zu produktzentrierten Bewertungen führt. Wir führen Theorien sozialer Praktiken ein, um Konsummuster für LCA zugänglich zu machen. Soziale Praktiken sind routinierte Handlungen, die aus miteinander verbundenen Elementen (Materialien, Kompetenzen und Bedeutungen) bestehen, die sie als eine Einheit denkbar machen (z. B. Kochen). Da die meisten sozialen Praktiken eine Art von Verbrauch (Material, Energie, Luft) beinhalten, konnten wir einen Rahmen entwickeln, der soziale Praktiken mit der Ökobilanz verbindet. Der vorgeschlagene Rahmen bietet eine neue Perspektive für quantitative Umweltbewertungen, indem er den Schwerpunkt von Produkten oder Nutzern auf soziale Praktiken verlagert. Dementsprechend sehen wir die Chance darin, die reduktionistische Sichtweise zu überwinden, dass Menschen nur Nutzer von Produkten sind, und sie stattdessen als Praktiker in sozialen Praktiken zu sehen. Dieser Wandel könnte neue Methoden der interdisziplinären Konsumforschung ermöglichen, die beabsichtigte Sozialwissenschaften und wirkungsorientierte Bewertungen einbeziehen. Allerdings bedarf der Rahmen einer weiteren Überarbeitung und vor allem einer empirischen Validierung.
Der Konsumbereich „Ernährung“ verantwortet in Deutschland rund 15 % der Treibhausgasemissionen (THG). Aufgrund der hohen Nachfrage hat die Außer-Haus-Verpflegung eine starke Hebelwirkung, um eine klimaeffiziente Ernährung voranzutreiben – so auch Schulküchen. Aktuell sind der Verpflegung jedes Schulkindes, welches ganzjährig an der Mittagsverpflegung teilnimmt, pro Jahr etwa 264 kg THG-Emissionen zuzuschreiben.
Im Projekt KEEKS „Klima- und energieeffiziente Küche in Schulen” wurden deshalb in 22 Schulküchen von Ganztagsschulen mit täglich insgesamt 5 000 Mittagessen der Status Quo ermittelt. Dies geschah mittels Energiemessungen, Analyse von Ausstattung, Technik und Prozessen der Küchen sowie leitfadengestützten Interviews mit den Küchenleitungen. Treibhausgasemissionen von Menüs und Küchenprozessen wurden bilanziert, Einsparpotenziale identifiziert sowie Handlungsempfehlungen entwickelt und erprobt. Die effektivsten Maßnahmen – die Reduktion und Substitution von Fleisch und Fleischprodukten sowie der Aufbau eines effizienten Abfallmanagements – sparen rund 10 % des Treibhausgasausstoßes einer Schulküche ein. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen können Küchenpersonal dabei unterstützen, eine klimafreundliche, kindgerechte, gesunde und bezahlbare Schulküche zu gestalten.
Red pepper (Capsicum annuum L.) is one of the major spices consumed globally, recognized for its aroma and nutrient properties, and it has a major economic value for high producing countries. However, characterization of its techno-functional properties and in-depth understanding of oxidative stability is needed to produce food of high quality and stability. Thus, this work focused on the chemical, functional, thermal, oxidative stability and rheological properties of red pepper powder and paste. Experiment was designed in a Completely Randomized Design (CRD) fashion. The red pepper powder contained 14.50 g/100 g, 44.00 g/100 g and 7.57 g/100 g of crude fat, crude fiber and ash, respectively. The concentration of total phenols, carotenoids and antioxidants activity of the powder were 1.04 g GAE/100 g, 374 mg βc/100 g and 38.61 μmol TE/g, respectively. Functional properties showed lower bulk density (395.1 kg/m3) and higher tapped density (583.4 kg/m3) indicating the higher compressibility of the powder. In contrast, Hausner ratio (1.48), Carr’s index (32%) and angle of repose (45°) indicated poor flowability of the powder. Particle size distribution also indicated that the volume weighted mean values D[4,3] of the powder and paste were 262.20 and 201.46, respectively. Emulsifying capacity of the powder was 47.5%. Oil and water absorption capacities varied from 1.41 to 1.73 and 0.86 to 2.29 g/g of initial weight, respectively. Higher glass transition temperature was observed for the powder (62.54°C) than the paste (45.64°C). The induction period indicated that red pepper was more stable against oxidation in powder (5.2 h) than in the paste form (3.2 h). Rheological analysis revealed that the paste exhibited shear-thinning behavior. Overall, understanding of the properties of red pepper could contribute to enhance quality.
The increased consumption of reduced-fat or non-fat products leads to a reduced intake of fat-soluble bioactive substances, such as fat-soluble vitamins. Due to their natural role as transport systems for hydrophobic substances, casein micelles (CM) might depict a viable system. The structure of CM is characterized by a lipophilic core stabilized by an electric double layer-like structure. Modification allows accessibility of the core and, therefore, the inclusion of fat-soluble bioactive substances. Well-known modifications are pH reduction and use of rennet enzyme. A completely new procedure to modify CM structure is offered by pulsed electrical fields (PEF). The principle behind PEF is called electroporation and affects the electric double layer of CM so that it is interrupted. In this way, lipophilic substances can be incorporated into CM. In this work, we evaluated integration of β-carotene into native CM by an industry-compatible process to overcome disadvantages associated with the use of Na-caseinate and avoid great technical effort, e.g., due to treatment with high hydrostatic pressure. Our research has shown that PEF can be used for disintegration of CM and that significant amounts of β-carotene can be incorporated in CM. Furthermore, after disintegration using PEF, a combination of another PEF and thermal treatment was applied to restructure CM and trap significant amounts of β-carotene, permanently, ending up with an encapsulation efficiency of 78%.
Background
In mucosal barrier interfaces, flexible responses of gene expression to long-term environmental changes allow adaptation and fine-tuning for the balance of host defense and uncontrolled not-resolving inflammation. Epigenetic modifications of the chromatin confer plasticity to the genetic information and give insight into how tissues use the genetic information to adapt to environmental factors. The oral mucosa is particularly exposed to environmental stressors such as a variable microbiota. Likewise, persistent oral inflammation is the most important intrinsic risk factor for the oral inflammatory disease periodontitis and has strong potential to alter DNA-methylation patterns. The aim of the current study was to identify epigenetic changes of the oral masticatory mucosa in response to long-term inflammation that resulted in periodontitis.
Methods and results
Genome-wide CpG methylation of both inflamed and clinically uninflamed solid gingival tissue biopsies of 60 periodontitis cases was analyzed using the Infinium MethylationEPIC BeadChip. We validated and performed cell-type deconvolution for infiltrated immune cells using the EpiDish algorithm. Effect sizes of DMPs in gingival epithelial and fibroblast cells were estimated and adjusted for confounding factors using our recently developed “intercept-method”. In the current EWAS, we identified various genes that showed significantly different methylation between periodontitis-inflamed and uninflamed oral mucosa in periodontitis patients. The strongest differences were observed for genes with roles in wound healing (ROBO2, PTP4A3), cell adhesion (LPXN) and innate immune response (CCL26, DNAJC1, BPI). Enrichment analyses implied a role of epigenetic changes for vesicle trafficking gene sets.
Conclusions
Our results imply specific adaptations of the oral mucosa to a persistent inflammatory environment that involve wound repair, barrier integrity, and innate immune defense.